[发明专利]酶促转化制备L-半胱氨酸的方法和用途

说明书

本发明涉及利用恶臭假单胞菌YD1205生物转化DL‑ATC制备L‑半胱氨酸的方法。本发明提供一种新的恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，利用该菌种培养所得湿菌体生物转化DL‑ATC(DL‑2‑氨基‑△2‑噻唑啉‑4‑羧酸)生成L‑半胱氨酸的方法，能够生物转化浓度为30g/L～70g/L的DL‑ATC，实现了L‑半胱氨酸生产效率的大幅提升，产物浓度能够达到40g/L。

技术领域

本发明涉及生物酶法制备氨基酸技术领域，具体而言，本发明涉及利用恶臭假单胞菌 YD1205生物转化DL-ATC制备L-半胱氨酸的方法和用途。

背景技术

L-半胱氨酸是唯一一个侧链含巯基的常见氨基酸，是重要的食品药品原料，广泛地应用于医药制造、保健食品生产、食品保鲜、食品添加、饲料添加、宠物食物、香精香料、化妆品生产等领域。

传统上，L-半胱氨酸的生产主要依靠毛发水解法，虽然其工艺相对简单，但是收率低，能耗高，水解过程产生大量刺激性气体，废液处理困难，对环境污染严重。近年来酶转化法由于其具有立体选择性好、可获得单一构型产物、产物纯度高、反应条件温和和对环境友好等优点而日益受到重视。酶转化法生产L-半胱氨酸可采用不同底物实现，其中以DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸(DL-ATC)为底物的微生物转化的研究最为热门。

2008年李梅等以假单胞菌TS1138菌株酶法转化DL-ATC合成L-半胱氨酸，实验获得转化L-半胱氨酸的最适DL-ATC浓度为9g/L(李梅,黄磊,怀利华,等.DL-ATC对TS1138 菌株酶法生产L-半胱氨酸的影响[J].天津科技大学学报,2008,023(002):27-29.)。

2009年王普等使用假单胞菌zjwp-14的湿菌体或粗酶液以1％浓度DL-ATC为底物生物转化，得到2.047g/L L-半胱氨酸(CN 100467587C)。陈宁等则以另一假单胞菌种Pseudomonas putida TS-1138为酶源，通过补料流加维持0.6％浓度DL-ATC为底物，生物转化合成了5.70g/l L-半胱氨酸(CN 101348809A)。

虽然通过生物过程优化和遗传操作，L-半胱氨酸的生产能力在一定程度上得到增加，然而受限于菌种转化率低、菌种产酶酶活较低，以DL-ATC为底物酶法催化生产L-半胱氨酸仍是一个低浓度反应，底物浓度通常在10g/L～15g/L，以致L-半胱氨酸生产效率低，生产成本高，产生废水量较大，大大限制了其在工业生产中的应用。

由此，建立一种高效能菌种及最大化其酶促反应初始DL-ATC底物浓度从而提升L-半胱氨酸生产效率的方法是本领域工业化应用亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于发现一种新的恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，利用该菌种培养所得湿菌体生物转化DL-ATC(DL-2-氨基-△2-噻唑啉-4-羧酸)生成L-半胱氨酸的方法，实现了L-半胱氨酸生产效率的大幅提升，产物浓度能够达到40g/L以上。

为此本发明第一方面提供一株恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putideYD1205)。根据本发明的实施方案，所述恶臭假单胞菌YD1205的保藏号为CCTCC NO:M2015080。

恶臭假单胞菌YD1205(Pseudomonas putide YD1205)，已于2015年3月3日保藏于中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC,地址为湖北省武汉市武昌区八一路299号)，保藏中心登记入册编号CCTCC NO:M2015080。该菌由发明人从备选菌株经紫外线照射、微波诱变、γ射线辐照诱变处理以及再经过DL-ATC底物抗性筛选所得。