产环腺苷酸的酿酒酵母菌ZY1468及其应用的制作方法

文档序号:12696795阅读:357来源:国知局

本发明涉及微生物菌株技术领域,特别涉及一株产环腺苷酸的酿酒酵母菌ZY1468,还涉及所述产环腺苷酸的酿酒酵母菌ZY1468的应用。



背景技术:

环腺苷酸(Cyclic adenosine monophosphate,简称为cAMP)是一种具有细胞内信息传递作用的小分子,被称为细胞内信使(intracellular messenger)或第二信使(second messengers)。以微量存在于动植物细胞和微生物中。体内多种激素作用于细胞时,可促使细胞生成此物,转而调节细胞的生理活动与物质代谢。cAMP能提高动物的生产性能和改善畜产品品质。其作用机理为:cAMP作为激素的第二信使激活蛋白激酶,使代谢酶活性增强,从而加强体内蛋白的合成,增快动物的生长速度;诱导激素(如生长激素等)或酶的合成,促进机体的合成代谢。

自1957年Sutherland首先在肝脏匀浆中发现cAMP之后,人们陆续在很多组织如肾、肺、肠、冠状动脉、支气管、脑垂体、血小板、乳汁、睾丸、骨髓等组织或体液中发现有cAMP存在。哺乳动物除红细胞外,所有组织中都有分布,通常在同类细胞中,cGMP比cAMP的水平低的多。正常情况下,细胞内的cAMP的浓度为0.1~1uM,但在激素或应激的作用下,可升高到一百倍以上。血浆中的cAMP比细胞中的低,约为10nM。胞内的cAMP可以释放入血,说明血浆cAMP的变化可在一定的程度上反映机体器官的生理变化。

《过程工程学报》第14卷第5期,2014年10 月中刊登的姬晓兵,王凯,陈洵发表的《过表达嘌呤合成途径关键酶基因对重组酿酒酵母菌株生产cAMP的影响》中研究了环磷酸腺苷(cAMP)合成途径中的 3 个关键酶基因(磷酸核糖焦磷酸合成酶基因 PRS1 和 PRS3、磷酸核糖焦磷酸氨基转移酶基因 ADE4、腺苷酸激酶基因 ADK1)过量表达对重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)发酵向胞外分泌 cAMP 的影响,利用酿酒酵母游离型质粒 YEplac195 和磷酸甘油酸激酶 PGK 的强启动子 PGK1p 及终止子PGK1t 构建含 PRS1, PRS3, ADE4 和 ADK1 的单基因表达载体,分别转入 cAMP 生产菌 GA125,通过摇瓶发酵实验考察重组菌株与对照菌株的生长、 cAMP 生产及胞外腺嘌呤消耗情况. 结果表明,在外加腺嘌呤条件下,基因 PRS1, PRS3, ADE4 和 ADK1分别单独过表达菌株 GAP125-1, GAP125-3, GAE125 和GAK125 的胞外 cAMP 最大产量分别为 5197.6, 5440.0,5291.8 和 4797.6 μmol/L,比出发菌株 GA125 的胞外cAMP 最大产量 4989.6 μmol/L 分别提高 4.17%, 9.03%,6.06%和降低 3.85%。

但上述记载中,cAMP的产量仍然不是很高,因此,研究一种高产环腺苷酸的酿酒酵母菌株,成为一个迫切解决cAMP的产量的问题,将大大降低环腺苷酸的生产成本和工艺操作,促进环腺苷酸的更广泛使用。



技术实现要素:

为了解决以上现有技术中重组酿酒酵母菌株产环腺苷酸产量低的问题,本申请提供了一株高产环腺苷酸的酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)ZY1468。

本申请还提供了所述酿酒酵母菌ZY1468在产环腺苷酸中的应用。

本发明是通过以下措施实现的:

一株产环腺苷酸的酿酒酵母菌ZY1468,其保藏编号为CGMCC.12859。

所述的产环腺苷酸的酿酒酵母菌ZY1468在产环腺苷酸中的应用。

所述的应用,优选采用酿酒酵母培养基,对酿酒酵母菌ZY1468进行发酵培养。

所述的应用,优选发酵过程为酿酒酵母菌ZY1468经过活化、摇床培养、一级种子培养、二级种子培养、液体发酵。

所述的应用,优选在液体发酵的培养基中加入0.05%-0.5%的表面活性剂,优选0.1-0.15%,其中5%的十二烷基苯磺酸钠、吐温80和蔗糖脂肪酸酯的质量比为1:1:1。

所述的应用,优选发酵过程为接种活化培养3-5天;摇床2-3天;一级种子培养,接种量1% 18-24h;二级种子培养,接种量1%,培养24h;大罐发酵,通气搅拌期 20-24h,流加诱导发酵期4-5天,最终OD值为130-160。

所述的应用,优选菌种的活化、摇床培养和一级种子培养都采用酵母YPD培养基,含有1%酵母膏,2% 蛋白胨,2%葡萄糖。

所述的应用,优选二级种子培养培养基中含有0.8%葡萄糖、0.6%蛋白胨,1%酵母浸提物,0.5%玉米粉,0.5%糖蜜,蛋白含量为65%的玉米蛋白粉0.8%、蛋白含量为46%的豆粕粉0.5%。酵母浸提物即酵母抽提物。

所述的应用,优选液体发酵培养基中含有0.8%葡萄糖、0.6%蛋白胨,1%酵母浸提物,0.5%玉米粉,0.5%糖蜜,蛋白含量为65%的玉米蛋白粉0.8%、蛋白含量为46%的豆粕粉0.5%,在菌体达到稳定期后,流加表面活性剂,诱导cAMP的产生。

所述的应用,优选cAMP量从诱导期开始,在4-5天内升高至1.0%-1.2%,结束发酵。

本发明的有益效果:

1、本申请的酿酒酵母菌ZY1468产环腺苷酸具有高产性:背景技术中文献中记载的最高产量达到5440μmol/L,即5440×10-6mol/L,cAMP的分子量为329g/mol,因此,产量为5440×10-6×329=1.78g/L,而本专利涉及酿酒酵母菌株发酵液的cAMP浓度>1%,即>10g/L,比传统酿酒酵母产量提高了7-8倍;

2、在发酵培养基中添加表面活性剂后,提高了酵母细胞的通透性,从而显著提升了cAMP产量,提升比例约为80%-120%,即不流加表面活性剂,cAMP产量为0.4-0.6%,流加后可提高至1.0-1.2%;

3、发酵培养基中:玉米粉、糖蜜、玉米蛋白粉、豆粕粉等原料的使用,替代葡萄糖、蛋白胨等原料,节省发酵培养基成本。

菌种保藏信息

保藏时间:2016年8月17日,

保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,

保藏编号:CGMCC No. 12859,

保藏单位地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所,

分类命名:酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae

附图说明

图1为发酵培养基中添加表面活性剂前后cAMP产量对比图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明,下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1:

从自然发酵的果汁中分离到一株酿酒酵母菌,其发酵产物中含有大量的腺苷酸、环腺苷酸等核苷酸类物质。以该株酿酒酵母为出发菌株,采用硫酸二乙酯DES化学诱变和敏感性筛选的办法,不断提高该菌株的核苷酸发酵水平,得到酿酒酵母菌ZY1468,符合工业化生产要求的高产菌株。

实施例2:

经过实施例1筛选出的酿酒酵母菌ZY1468发酵过程如下:

接种活化培养3-5天;摇床2-3天;一级种子培养,接种量1% 18-24h;二级种子培养,接种量1%,培养24h;大罐发酵培养4-5天,通气搅拌期 20-24h(OD600值80左右),发酵期72h,最终OD值约为130-160。

菌种的活化、摇床培养和一级种子培养都采用酵母YPD培养基,含有以下成分:

1% Yeast Extract(酵母膏) ,2% Peptone(蛋白胨) ,2% Dextrose (glucose)(葡萄糖)。

二级种子培养基中含有0.8%葡萄糖、0.6%蛋白胨,1%酵母浸提物,0.5%玉米粉,0.5%糖蜜做碳源,蛋白含量为65%的玉米蛋白粉0.8%、蛋白含量46%的豆粕粉0.5%做氮源。

大罐液体发酵培养基与二级种子培养基成分一致,流加浓度为20%的糖蜜和氨水作为碳源和氮源,在菌体达到稳定期后,诱导cAMP的产生。

cAMP为细胞信号调控因子,如果在细胞内浓度过高,则会对细胞代谢产生一系列的负面影响。因此,在另一个实施例中,在酿酒酵母菌ZY1468大罐发酵培养达到稳定期后,流加浓度为5%的SDS(十二烷基苯磺酸钠)、吐温80、蔗糖脂肪酸酯(三者质量比为1:1:1),使发酵液中表面活性剂浓度达到0.1%-0.5%。稳定期开始诱导发酵后60-72h内cAMP产量升高至1.0%-1.2%。结束发酵。

图1为大罐发酵培养中不添加表面活性剂和流加浓度0.05%、0.1%、0.15%表面活性剂的cAMP产量对比图。大罐发酵培养中添加表面活性剂,可提高酵母细胞通透性,从而显著提升cAMP产量,提升比例约为80%-120%。即不流加表面活性剂,cAMP产量为0.4-0.6%,流加0.1%-0.15%后可提高至1.0-1.2%。

上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受实施例的限制,其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

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