[发明专利]一株耐酸的小白链霉菌及其在ε-聚赖氨酸发酵中的应用

说明书

本发明涉及一株小白链霉菌(Streptomyces albulus)2019029，该菌株于2020年10月12日保藏于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，保藏编号为CGMCC 20880；本发明涉及的小白链霉菌2019029具有较强的耐酸能力，与原始菌株相比，在初始pH4.0的条件下培养48h菌体干重提高了46.92％，在pH3.0的条件下胁迫48h后菌体存活率提高了1.81倍。

技术领域

本发明属于微生物发酵工程领域，具体涉及一株耐酸的小白链霉菌及其在ε-聚赖氨酸发酵中的应用。

背景技术

ε-聚赖氨酸(ε-PL)是一种由25-35个L-赖氨酸通过α-羧基和ε-氨基形成的异形肽键连接而成的同型氨基酸聚合物。ε-PL具有抑菌谱广、水溶性好、安全性高、热稳定性好，在日本、韩国和美国等国家被广泛用做食品防腐剂；我国也在2014年正式批准其作为食品添加剂新品种。同时，作为一种阳离子生物聚合物，ε-PL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，因而，具有广阔的市场应用前景。

目前，工业化的ε-PL主要由小白链霉菌经液态好氧发酵的方式生产，然而，ε-PL的价格较为昂贵，限制了其在各个领域的应用，缺少能高效合成ε-PL的具有知识产权的菌种是最大的原因。因此，选育高产ε-PL的生产菌株成为学术界和产业界共同关注的焦点问题。

日本人岩田敏治等申请的专利(CN97182253.0)公开了一株对浓度10mg/mL或更高浓度的S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸(AEC)具有抗性的高产菌株小白链霉菌B21021(FERM BP-5926)。1989年，日本Chisso公司利用小白链霉菌突变株已经实现了年产千吨级ε-PL的工业化生产线。

贾士儒等申请的专利(CN200710057098.4)公开了一株利用紫外诱变、紫外和化学诱变相结合，以及N离子注入诱变等手段选育出对10mg/mL或更高浓度的S-(2-氨基乙基)-L-半胱氨酸(AEC)具有抗性的高产ε-聚赖氨酸的白色链霉菌TUST2(CGMCC 1986)，在优化条件下ε-聚赖氨酸产量在10～30g/L。

宋存江等申请的专利(CN201210081685.8)中公开了一株生产ε-PL的链霉菌Streptomyces sp.NK-49(CGMCC 5932)，该菌摇瓶发酵的ε-PL最高产量为2.4g/L。

徐虹等申请的专利(CN201110049986.8)公开了一株小白链霉菌Streptomycesalbulus PD-1(CCTCC M 2011043)，采用该菌进行发酵生产后，ε-PL产量达到30g/L以上；在此基础上，通过在Streptomyces albulus PD-1的基因组上过表达铵转运蛋白基因amtB构建了一株小白链霉菌基因工程菌Streptomyces albulus PD-4，提高了氮源利用效率，ε-PL的产量达到35.7g/L(CN201510886138.0)。

陈旭升等申请的专利(CN201911020454.4)公开了一株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-聚赖氨酸的小白链霉菌Streptomycesalbulus M-Z18(CGMCC M 2019589)，ε-PL的产量最高达到54.7g/L；在此菌基础上，经基因组重排，获得对3μg/mL、1μg/mL和0.1μg/mL或更高浓度的链霉素、庆大霉素和利福霉素具有抗性，并可以高效大量合成ε-PL的小白链霉菌Streptomyces albulus GS-114(CCTCC M2019590)，发酵192h产量达到56.3g/L。

秦加阳等申请的专利(CN202010283789.1)公开了一株小白链霉菌基因工程菌Streptomyces albulus Q-PL2(CGMCC 18772)，该菌株是利用基因工程方法在小白链霉菌野生菌Q-PL中过量表达ε-聚赖氨酸合成酶基因后得到的，ε-聚赖氨酸的产量最高达到42.9g/L。