[发明专利]一种生物法制备L-半胱氨酸的方法

说明书

本发明涉及一种恶臭假单胞菌（Pseudomonsas putida）HW‑3菌株及用于制备L‑半胱氨酸的方法，属于生物工程应用领域。本发明的技术方案是：一株恶臭假单胞菌株（Pseudomonsas putida）HW‑3，其菌种保藏编号为CGMCC No.15553。该菌株的保藏单位是中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心。经过筛选提供了一株能够生物转化DL‑ATC制备L‑半胱氨酸的菌株HW‑3，经鉴定为恶臭假单胞菌。该菌株生物转化制备L‑半胱氨酸过程中，L‑半胱氨酸产量高，反应条件温和，可控，环保节能，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于生物工程应用领域，涉及一种利用恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）HW-3微生物转化法（酶法）制备L-半胱氨酸的方法。

背景技术

L-半胱氨酸是一种重要的含硫氨基酸，广泛用于含硫化合物如甲硫氨酸、硫胺素、生物素及辅酶A的合成。另外，L-半胱氨酸通过形成二硫键，保证蛋白质正确折叠、组装并维持蛋白的稳定性；有研究表明细胞周质中的L-半胱氨酸能提高大肠杆菌对过氧化氢的耐受性。鉴于L-半胱氨酸在细胞代谢过程中的重要生理作用，它也被常用于医药中间体、食品添加剂及化妆品等行业。

半胱氨酸的生产方法大致有毛发水解液提取法、化学合成法和生物法（微生物发酵法和酶法）。水解法和化学合成法收率较低，操作步骤多，生产过程产生大量不易处理的废弃物，造成环境污染，面临较大的环保压力；生物法制备半胱氨酸，具有特异性强，生产工艺简单，副反应和副产物少等优点。

目前，已广泛使用以基因工程菌发酵制备L-半胱氨酸的方法与野生菌发酵制备法相比，具有更高的底物转化率，但是底物转化率只有约30%，仍处于较低水平，这不能满足L-半胱氨酸的工业化生产要求。

通过不断开发微生物酶的潜在催化功能，使工艺成熟的化学合成方法与微生物酶法相结合，已建立了一种崭新的化学技术与生物技术相互交叉、相互结合、互相渗透的化学生物技术。以化学合成制取的DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸（DL-2-Amino-△2-thiazoline-4-Carboxylic Acid , DL-ATC）经微生物酶法转化制取L-半胱氨酸正引起人们的关注。该方法转化效率高，产物纯化简便，与发酵法相比，有较大的优势。日本已报道了用DL-ATC为原料经微生物酶法制取L-半胱氨酸的生产工艺。

本发明介绍了一种利用恶臭假单胞菌微生物转化法制备半胱氨酸的方法，经分批补料发酵，并使用渗透剂处理菌体，L-半胱氨酸单位产量提高了7倍，转化液中最终产物积累浓度可达到24.6 g/L。并且以发酵液制备透性细胞，简化操作过程，更易实现产业化。

发明内容

发明目的

本发明的目的是克服化学法和发酵法制备L-半胱氨酸工艺的不足，提供一株高选择性的催化DL-ATC生物合成L-半胱氨酸的恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HW-3，并利用该菌株制备L-半胱氨酸。

本发明的技术方案是：

一株恶臭假单胞菌HW-3，其菌种保藏编号为CGMCC No.15553。该菌株的保藏单位是中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，菌种保藏日期为2018年04月03日。本发明菌株的分类命名是：恶臭假单胞菌，拉丁文名称为：Pseudomonas putida。

本发明提供的菌株是按照如下方法筛选获得的：