[发明专利]利用纳米材料作为添加剂提高链霉菌抗生素产量的方法

说明书

首次利用纳米材料作为添加剂提高链霉菌抗生素产量的方法。与传统提高抗生素产量的方法相比，该方法简便易行，可操作性强。该方法将链霉菌孢子添加到配好的含有不同浓度纳米颗粒的YBP液体培养基中，发酵一周左右，在此期间，定时测定菌株产两种有色色素‑放线紫红素和十一烷基灵菌红素的情况。该方法首次将纳米颗粒物作为一种添加剂应用于链霉菌的抗生素发酵，利用该方法对天蓝色链霉菌进行培养，发现添加1000mg/L的纳米氧化铝能使放线紫红素的产量提高4.6倍，使十一烷基灵菌红素的产量提高3.7倍。添加10mg/L的纳米铜能使放线紫红素的产量提高2.1倍，使十一烷基灵菌红素的产量提高1.8倍。

技术领域

本发明属于提高抗生素产量的技术领域，具体涉及纳米材料的添加能够提高天蓝色链霉菌M145产两种抗生素的能力。

背景技术

在天然生产的抗生素中，由放线菌生产的抗生素占其中的2/3左右，而在这其中，作为放线菌的典型代表，链霉菌生产的抗生素占绝大多数，为80％左右(LpezGarce等，2014，Kieser等，2000)，且有100多种已应用于临床。目前，这些抗生素在抗细菌、抗真菌、抗肿瘤、防治病虫害等方面得到了广泛的应用。例如用作植物病虫害防治的井冈霉素、中生霉素、春雷霉素等，用于杀寄生虫及螨虫的阿维菌素，用作免疫抑制剂的FK506和雷帕霉素，用作临床和兽医的四环素、红霉素等，测序发现，天蓝色链霉菌基因组上有二十多个次级代谢产物的基因簇，其中有两种产物为有色抗生素，分别是分泌到胞外的蓝色色素-放线紫红素和胞内的十一烷基灵菌红素，放线紫红素可以抑制革兰氏阳性菌，而十一烷基灵菌红素具有抗菌、抗癌作用，而且是良好的免疫抑制剂。

由于链霉菌巨大的商业价值及广泛的应用前景，目前研究人员采用多种手段来提高链霉菌产抗生素的能力，归结起来主要包括三大类：一是利用分子生物学的手段对功能已知的基因进行遗传改造，例如，在天蓝色链霉菌中，actⅡ-ORF4是抗生素放线紫红素合成的途径专一性调控因子，通过提高它的表达量，可以提高放线紫红素的产量；二是通过物理化学方法对链霉菌进行诱变，然后在诱变后代中挑选高产菌株，例如紫外诱变；三是改变发酵条件提高抗生素的产量。在工业应用中，这几种手段可以结合起来最终达到高产的目的。目前，对发酵条件的优化，主要通过选择适宜的碳源、氮源物质及pH、温度等最终达到高产的目的，对于通过添加适当比例的添加剂来提高抗生素产量的研究很少。

纳米材料是一类超微的材料，大小处在微观和宏观交界的过渡区域。在纳米尺度下，物质中粒子的波动使得原子之间的相互作用具有了很强的尺寸依赖性，因而纳米材料表现出与同组成的微米级材料完全不同的热学、磁学、电学、光学、力学及化学活性等。由于具备上述诸多特性，纳米材料已被广泛应用于机械制造、航空航天、信息科技、生物医药、化学催化、建筑、环境保护、家用电器、个护用品、纺织等领域。在现有的文献中，还没有利用纳米材料提高链霉菌产量的报道。

发明内容

本发明目的是解决利用现有的分子生物学和诱变等手段提高抗生素产量方法繁琐的问题，提供一种利用纳米材料作为添加剂提高链霉菌抗生素产量的方法。

本发明技术方案：

利用纳米材料作为添加剂提高链霉菌抗生素产量的方法，步骤如下：

1)对链霉菌进行培养，获得足够量的孢子。

具体操作是：将天蓝色链霉菌M145涂布至黄豆饼粉(MS)固体培养基上，在30-37℃条件下培养5-7天后，利用棉棒将孢子收集过滤后悬浮于体积百分含量为20％的甘油溶液中，并在-80℃下保藏；

所述MS固体培养基的组成及配制方法如下：称取黄豆饼粉20g，加入800mL自来水煮沸半小时后，使用六层纱布过滤除去滤渣，加入20g甘露醇，20g琼脂粉，自来水补至1L，调pH至7.2-7.4，121℃灭菌20分钟。

2)将10-1000mg/L纳米材料加到YBP液体培养基中，超声半小时后121℃灭菌备用；