[发明专利]一株变形假单胞菌J-T3及其制备方法和应用

说明书

本发明属于生物工程技术领域，特别是涉及一株变形假单胞菌J‑T3及其制备方法和应用。本发明提供了一株变形假单胞菌J‑T3，所述变形假单胞菌J‑T3的保藏编号为CGMCC No.22137。本发明提供的变形假单胞菌J‑T3具有耐高温的特性，在高温条件下仍能保持较高的糖酸转化率和2‑酮基葡萄糖酸生产强度。本发明提供的耐高温的变形假单胞菌J‑T3在30℃和40℃下的发酵结果无明显波动，菌体细胞浓度分别为9.99和9.58，糖酸转化率分别为0.8868g/g和0.8676g/g，在40℃的环境下2‑酮基葡萄糖酸发酵生产强度相对于常规的假单胞菌能够提高10％以上。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，特别是涉及一株变形假单胞菌(Pseudomonasplecoglossicida)J-T3及其制备方法和应用。

背景技术

2-酮基葡萄糖酸(2-酮基-D-葡萄糖酸)是一种以葡萄糖为底物利用氧化细菌(通常利用假单胞菌属的细菌)大规模发酵生产的有机酸，其主要用途是作为抗氧化剂D-异抗坏血酸及其盐类合成的前体，同时也是一种多用途、高价值的化工原料。

假单胞菌是一类好氧性革兰氏阴性细菌，广泛存在于自然界的各种环境中，如土壤、水体、植物表面、动物和人体组织中。假单胞菌的菌体呈杆状，大小为(0.5～1.0)μm×(1.5～4.0)μm，具有单鞭毛或多鞭毛，无芽孢。假单胞菌的最适生长温度多为30℃左右，通常不会超过35℃。

根据生化反应发生在细胞结构中的位置，假单胞菌的葡萄糖代谢大致可分为两条途径：第一条途径为胞外氧化途径，该途径与2-酮基葡萄糖酸的合成相关，即葡萄糖在周质空间被膜结合葡萄糖脱氢酶催化氧化为葡萄糖酸，随后在膜结合葡萄糖酸脱氢酶的作用下被氧化为2-酮基葡萄糖酸；第二条途径为胞内磷酸化途径，即周质空间中的葡萄糖、葡萄糖酸和2-酮基葡萄糖酸进入细胞质分别被相应的激酶(葡萄糖激酶、葡萄糖酸激酶和2-酮基葡萄糖酸激酶)磷酸化并转化为中心代谢产物6-磷酸葡萄糖酸，随后6-磷酸葡萄糖酸被进一步分解以维持细胞的生理代谢。

温度是影响假单胞菌葡萄糖代谢由胞外氧化途径向胞内磷酸化途径偏转的主要因素之一。在适宜的发酵温度(30℃左右)下，培养基中90％左右的葡萄糖经胞外氧化途径被假单胞菌转化为2-酮基葡萄糖酸并积累于发酵液中，只有大约10％的葡萄糖进入胞内磷酸化途径而被细胞分解代谢。高温胁迫条件(38℃以上)下，假单胞菌的葡萄糖代谢从胞外氧化途径向胞内磷酸化途径偏转，2-酮基葡萄糖酸的产率明显下降。

而假单胞菌的2-酮基葡萄糖酸发酵过程是一个典型的生物氧化反应过程，伴随着大量反应热的释放。为了维持适宜的发酵温度，需要消耗大量的能源对发酵体系进行持续的降温，以免高温对假单胞菌的生理代谢造成不利影响。现有技术并没有一种在2-酮基葡萄糖酸发酵中具有耐高温性能的生产菌株，发酵过程中的能源消耗问题仍不能克服。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一株变形假单胞菌(Pseudomonasplecoglossicida)J-T3及其制备方法和应用。本发明提供的变形假单胞菌J-T3具有耐高温的特性，相较于常见的假单胞菌，本发明提供的变形假单胞菌J-T3能够在高达40℃的高温条件下保持高产2-酮基葡萄糖酸(2KGA)的状态，能够有效降低假单胞菌在生产2KGA时的能源消耗。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供了一株变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)J-T3，所述变形假单胞菌J-T3的保藏编号为CGMCC No.22137。

本发明还提供了上述变形假单胞菌J-T3的培养方法，包括以下步骤：

将上述变形假单胞菌J-T3置于种子培养基中进行种子培养得到种子液，将种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养得到2-酮基葡萄糖酸。

优选的，所述种子培养基包括碳源、氮源和添加剂；