一种利用狭旋毛壳菌发酵生产可皆霉素的方法与流程

文档序号:12644893阅读:568来源:国知局

本发明属于可皆霉素生产技术领域,具体涉及一种利用狭旋毛壳菌发酵生产可皆霉素的方法。



背景技术:

狭旋毛壳属于子囊菌门毛壳属真菌,具有重要的经济学价值和生态意义。研究表明:毛壳菌作为生防菌能够应用于植物病害的防治。可皆霉素(Cochliodinol,分子式为C32H30N2O4;分子量:506.22;CAS登录号:11051-88-0)仅在毛壳属(Chaetomium globosum,C. cochliodes)中分离得到,其结构式为:

Brewerr的科研团队发现,在1-10μg/ml时,可皆霉素抑制多属真菌的生长,并能抑制真菌Botrytis alliiFusarirm moniliforme孢子的萌发,其形成三乙胺盐后,水溶性显著增加,且溶解后能显著抑制多种微生物质的生长;同时发现可皆霉素在低浓度时,能够抑制多种镰刀菌的生长,而镰刀菌可侵染多种植物(粮食作物、经济作物、药用植物及观赏植物),引起植物多种病害,造成作物大量死亡,是生产上防治最具挑战性的病害之一。由此可见,其在植物病害防治方面的潜在应用价值非常大。另外,Casellada等研究发现可皆霉素具有显著细胞毒性,可以抑制人口腔上皮癌细胞KB和乳腺癌细胞MDA-MB-435的增殖,IC50分别为0.53 μM、2.20μM。

综上所述,可皆霉素具有多种生物活性,但由于合成成本高,得率低,无法获得大量纯品,难以进行更深入研究。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种生产成本低、产量高的利用狭旋毛壳菌发酵生产可皆霉素的方法。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是,一种利用狭旋毛壳菌发酵生产可皆霉素的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)菌种活化:将狭旋毛壳菌种接种平板培养基上,培养,获得活化菌种;

(2)发酵培养:将步骤(1)制备的活化菌种接种于培养基B中,温度为25℃条件下静置培养40天,获得发酵物;培养基B的配方为:50~70 g大米,100 ml水;培养基B的制备方法如下:将大米和水按比例混合,121℃下高压灭菌40分钟;

(3)乙酸乙酯提取物的制备:将步骤(2)制备的发酵物用乙酸乙酯浸取,得提取液,在温度30~34℃,真空度0.07~0.08MPa下减压回收乙酸乙酯后得到乙酸乙酯提取物;

(4)可皆霉素的制备:将步骤(3)制备的乙酸乙酯提取物上柱分离,得可皆霉素。

步骤(1)所用的狭旋毛壳菌种保藏的分类学名称为狭旋毛壳(Chaetomium angustispirale) CLC001,保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国 武汉 武汉大学;保藏日期:2016年4 月28 日,保藏号为CCTCC NO:M 2016231。该菌在发酵过程中代谢产出大量可皆霉素。该菌的18S rDNA如序列表所示,即

CGTGGGTCTTTCTACCTGATCCGAGGTCACCTTGGGTTAAAAGGTGGTTTAACGGCCGGAACCCGCAGCACGCCCAGAGCGAGATGTATGCTACTACGCTCGGTGTGACAGCGAGCCCGCCACTGCTTTTCAGGGCCTGCGGCAGCCGCAGGTCCCCAACACAAGCCCGGGGGCTTGATGGTTGAAATGACGCTCGAACAGGCATGCCCGCCAGAATACTGGCGGGCGCAATGTGCGTTCAAAGATTCGATGATTCACTGAATTCTGCAATTCACATTACTTATCGCATTTCGCTGCGTTCTTCATCGATGCCAGAACCAAGAGATCCGTTGTTGAAAGTTTTGACTTATTCAGTACAGAAGACTCAGAGAGGCCATAAATTAACAAGAGTTTGGTGACCTCCGGCGGGCGCCCGCGGTGGGGCCCAGGGGCGCCCGGGGGGTAAACCCCGGGGCCGCCCGCCGAAGCAACGGTTTAGGTAACGTTCACAATGGTTTAGGGAGTTTTGCAACTCTGTAATGATCCCTCCGCAGGTCCCCCTACGGAAG。

所述步骤(4)中上柱分离的具体步骤如下:用80~100目硅胶拌样后装柱,固定相为200~300目硅胶,以二氯甲烷-甲醇梯度洗脱,硅胶薄层层析检测,合并二氯甲烷-甲醇的体积比为100:(2~4)的流份,30~40℃下减压回收二氯甲烷和甲醇,再用二氯甲烷-甲醇体积比为1:1混合溶剂溶解,经Sephadex LH-20层析,流动相二氯甲烷-甲醇体积比为1:1,得可皆霉素。

所述步骤(1)中平板培养基配方为:酵母膏10g/L,葡萄糖40g/L,蛋白胨10g/L,琼脂粉20g/L,pH6.0±0.1。

所述步骤(3)中将发酵物用乙酸乙酯浸取时的工艺条件如下:加入乙酸乙酯,20~25℃下冷浸12h,用纱布过滤,得到乙酸乙酯提取液,反复提取3次,合并提取液。

所述步骤(4)中将乙酸乙酯提取物与80~100目硅胶拌样时,乙酸乙酯提取物与80~100目硅胶的重量比为1︰2。

本发明产生的有益效果是:本发明中提供的狭旋毛壳(Chaetomium angustispirale) CLC001可在发酵过程中代谢产出大量可皆霉素;本发明的提取方法简单易行,相对于其它培养基,该方法成本更低,并具有可持续性,提取得到可皆霉素单体,提取过程中用到的溶剂可回收利用,提取量大,可工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围不限于此。

实施例1

一种利用狭旋毛壳菌发酵生产可皆霉素的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)菌种活化:将狭旋毛壳菌种(保藏的分类学名称为狭旋毛壳CLC001,保藏号为CCTCC NO:M 2016231,保藏于中国典型培养物保藏中心)接种到90 mm平板培养基上,25℃恒温培养72小时,获得活化菌种;

(2)发酵培养:将步骤(1)制备的活化菌种用手术刀片将其分为12份,取一份接种于培养基B中,温度为25℃条件下静置培养40天,获得发酵物;培养基B的配方为:60 g大米,100 ml水;培养基B的制备方法如下:将大米和水按比例混合,121℃下高压灭菌40分钟;

(3)乙酸乙酯提取物的制备:将步骤(2)制备的发酵物用乙酸乙酯浸取(加入乙酸乙酯300 ml,20~25℃下冷浸12h,用纱布过滤,得到乙酸乙酯提取液,反复提取3次,合并三次的提取液),得提取液,在温度30~34℃,真空度0.07~0.08MPa下减压回收乙酸乙酯后得到乙酸乙酯提取物;通过HPLC检测,可皆霉素在乙酸乙酯提取物中的含量为68.90%;

(4)可皆霉素的制备:将步骤(3)制备的乙酸乙酯提取物用80~100目硅胶拌样后装柱(乙酸乙酯提取物与80~100目硅胶的重量比为1︰2),固定相为200~300目硅胶,以二氯甲烷-甲醇梯度洗脱(二氯甲烷-甲醇体积比为100:0;100:1;100:2;100:4;100:8),硅胶薄层层析,紫外254 nm检测,合并二氯甲烷-甲醇的体积比为100:2和100:4的流份,40℃下减压回收二氯甲烷和甲醇,再用二氯甲烷-甲醇体积比为1:1的混合溶剂溶解,经Sephadex LH-20(羟丙基葡聚糖凝胶)层析,流动相二氯甲烷-甲醇体积比为1:1,得纯品可皆霉素400mg(纯度为98.3%)。

本实施例制备得到的可皆霉素的结构鉴定如下:

【性状】紫色粉末

【鉴定】分子式:C32H30N2O4, 分子量:506.2206

仪器设备:Agilent 1100液相色谱仪, 1H, 13C NMR 图谱由 Bruker am-400 MHz 核磁共振仪测定(TMS为内标),质谱由Agilent 6490 型质谱仪测定。

利用ESI-MS,1H NMR和13C NMR试验,标准数据如下:ESI-MS m/z: 505.2124 [M-H]+; 1H NMR (CDCl3, 400 MHz) δ: 8.41 (1H, s, 2,5-OH), 8.13 (1H, s, 1-NH), 7.60 (1H, s, H-2), 7.44 (1H, s, H-4), 7.34 (1H, d, J = 8.4, H-7),7.08 (1H, d, J = 8.4, H-6), 5.40 (1H, m, H-11), 3.46 (1H, m, H-10), 1.75 (3H, s, 13-CH3), 1.74 (1H, s, 14-CH3); 13C NMR (CDCl3, 100 MHz) δ:134.4 (C-8), 133.9 (C-5), 131.7 (C-12), 127.2 (C-2), 126.3 (C-9), 124.5 (C-11), 123.6 (C-6), 120.9 (C-4), 111.1 (C-7), 110.8 (C-3, C-6), 104.4 (C-3), 34.7 (C-10), 25.8 (C-14), 17.9 (C-13).

利用TLC,在UV 254nm呈强荧光;以硫酸显色剂,110℃下15秒钟,呈现棕色。

【含量测定】利用HPLC,色谱条件:Sepax GP-C18 5μm(250mm×4.6mm)色谱柱。流动相:乙腈︰水︰甲酸为10︰90︰0.1;流速:1.25 mL/min,检测波长254nm,保留时间值9.45 min。

最后所应说明的是:以上实施例仅用以说明,而非限制本发明的技术方案,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明进行修改或者等同替换,而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

SEQUENCE LISTING

<110> 黄河科技学院

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