[发明专利]一株海水芽孢杆菌SWGC31及其培养方法和应用

说明书

本发明提供了一株海水芽孢杆菌SWGC31及其培养方法和应用，属于功能菌开发技术领域。生物催化合成L‑木糖的海水芽孢杆菌(Bacillus aquimaris)，SWGC31，保藏编号为CGMCC No.13351。所述菌株是一种能够以2‑酮基‑L‑古龙酸为底物催化合成L‑木糖的新菌种，该菌株能够表达产生脱羧酶，通过该菌种能够实现L‑木糖高纯度的制备，其转化率100％，光学纯度达到100％。使用本发明的菌株进行不对称还原工艺，反应条件温和，节能，环保，更重要的是显著提高L‑木糖的经济效益，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于功能菌开发技术领域，具体涉及一株海水芽孢杆菌SWGC31及其培养方法和应用。

背景技术

木糖是一种五碳糖，具有D-和L-两种构型。D-木糖主要存在于植物和动物体内，L-木糖在自然界中不存在，而L-木糖广泛应用于医药、食品、化工等领域。L-木糖作为医药中间体，在抗癌、抗病毒、抗炎症、抗糖尿病等方面发挥着重要作用，在食品方面，L-木糖能改善人体的微生物环境，提高机体免疫能力，是糖尿病人理想的甜味剂，还可作为原料用于合成一种健康甜味剂木糖醇。

木糖不是一种天然存在的化合物，只有通过化学合成法和生物转化法合成得到。最早的化学合成法为1950年美国专利US2584129A报道的。1955年，Courtois，J.E.报道以2,4-O-苄烯-D-山梨醇为原料，采用先氧化后水解的两步法合成L-木糖，该方法的缺点是使用的催化氧化剂极不稳定，特别容易分解，反应过程很难控制。2003年，美国专利20030097029中报道用L-木糖酸在钉催化剂作用下加氢还原生成L-木糖，反应压力5MPa，反应时间18h，反应压力大，反应时间长，且在此条件下L-木糖会继续过度还原生成木糖醇，所得一木糖纯度不高。2017年，中国专利108276455A中报道了利用2,4-0-苄烯-L-木糖为底物在酸催化剂作用下合成L-木糖，产品收率为80％左右，产品纯度为98％，副产物产生较多，纯化难度大，现阶段仍仅限于实验室研究，不能满足工业生产的要求。

生物转化法的报道较少。2002年，Yadav，K.K.等人报道半乳糖氧化酶在生物载体中可以合成L-木糖。2012年，Usvalampi，Anne等人报道可利用木酮糖在大肠杆菌-L-岩藻糖异构酶的作用下选择性生成L-木糖。2017年，中国专利108165591A报道了以2-酮基-L-古龙酸为底物利用工程菌催化合成L-木糖的研究，其转化率最高为94％左右，但是由于其工艺目前还不成熟，现阶段仍仅限于实验室研究，要想在工业上得到大规模地应用，还有待于基因工程的进一步发展以解决生物催化剂的稳定性和反应速度的问题。

因此提供一种L-木糖的合成方法，解决现有技术中L-木糖的合成工艺压力过高，反应时间长，反应过程控制难，后处理繁琐，不易工业化的问题成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一株生物催化合成L-木糖的海水芽孢杆菌(Bacillus aquimaris)SWGC31及培养方法和应用，所述菌株可表达脱羧酶，并高效立体选择性地以2-酮基-L-古龙酸为底物催化合成L-木糖。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一株生物催化合成L-木糖的海水芽孢杆菌(Bacillus aquimaris)SWGC31，海水芽孢杆菌SWGC31的保藏编号为CGMCC No.13351。

优选的是，所述海水芽孢杆菌SWGC31的16S rDNA序列如SEQ ID No.1所示。

本发明的另一个目的是提供上述海水芽孢杆菌SWGC31的培养方法，包括以下步骤：(1)将海水芽孢杆菌SWGC31接种至种子培养基中进行活化培养，得种子液；所述种子培养基包括LB培养基；