[发明专利]一株生产ε-聚赖氨酸的链霉菌及其应用

说明书

本发明公开了一株生产ε‑聚赖氨酸的链霉菌及其应用，属于生物工程技术领域。本发明的小白链霉菌菌株(Streptomyces albulus)M‑Z18，已于2019年7月29日保藏于中国普通微生物保藏管理中心，保藏编号CGMCC NO：M 2019589。本发明的小白链霉菌M‑Z18菌株是可以在以琥珀酸为碳源的培养基上快速生长，且具有磺胺胍抗性的高效合成ε‑聚赖氨酸的能力。本发明的菌株在pH冲击策略下进行分批补料发酵，ε‑聚赖氨酸累积浓度可达54.7g/L,生产效率达6.83g/L/d，是一株极具潜力的ε‑聚赖氨酸工业生产菌株。

技术领域

本发明涉及一株生产ε-聚赖氨酸的链霉菌及其应用，属于生物工程技术领域。

技术背景

ε-聚赖氨酸(简写ε-PL)作为一种新型天然生物食品防腐剂，其抑菌谱广泛，极易溶于水，热稳定强，安全性高，适用pH值宽。上世纪八十年代，日本首先批准ε-PL用作食品防腐剂。随后，美国、韩国、欧洲和中国相继批准ε-PL作为新品种食品添加剂。另一方面，ε-PL作为一种阳离子生物聚合物，被广泛用作生物可降解材料、药物载体，生物芯片外被、乳化剂、高吸收性水凝胶和抗癌增进剂等领域的研究和应用。因此，ε-PL是一种应用范围广、附加值高的新型工业生物技术产品，具有广阔的市场应用前景。

已被发现的可以合成ε-PL的微生物主要集中在链霉菌属(包括小白链霉菌、吸水链霉菌和灰褐链霉菌等)、北里孢菌属、麦角真菌和芽孢杆菌属，其中小白链霉菌是食品级ε-PL产生菌的最主要来源。野生小白链霉菌的ε-PL合成效率极很低，选育稳定的、ε-PL合成效率高的小白链霉菌是高产ε-PL的关键。

目前为止，已知岩田敏治等在中国申请专利(名称：大量生产ε-聚-L-赖氨酸的菌株和生产方法，专利号：97182253.0)是通过对小白链霉菌lysinopolymerus亚种11011A-1菌株(FERM BP-1109)进行诱变处理而获得大量合成ε-PL的诱变菌株B21021(FERM BP-5926)，其对浓度10mg/mL或更高的AEC具有抗性，并从发酵液中分离和提取了ε-PL。1989年日本Chisso公司利用小白色链霉菌实现了产业化生产，垄断了ε-PL的国际市场。

贾士儒等申请的专利(名称：一种诱变菌株白色链霉菌TUST2及利用该诱变菌株生产ε-聚赖氨酸及其盐的方法，专利号：200710057098.4)是以在中国海南省的土壤中分离得到的TUST1为基础，利用紫外诱变、化学诱变相与氮离子注入等诱变方法相结合而选育出的ε-PL高产菌株TUST2，该菌株对10mg/mL或更高的S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸(AEC)和ε-PL具有抗性。

李树等申请的专利(名称：一种灰褐链霉菌菌株、及利用该菌株制备ε-PL及其盐的方法，专利号：200910224087.X)中公开了经筛选获得的一种产ε-PL的灰褐链霉菌(CCTCCM209211)，并将其应用于ε-PL及其盐的生产和制备。

宋存江等申请的专利(名称：一株链霉菌及其应用，专利号：201210081685.8)公开了一株生产ε-PL的链霉菌Streptomyces sp.NK-49(CGMCC No.5932)，以及利用该菌发酵生产ε-PL和产物分离纯化的方法。