[发明专利]一种能产丙烯酸的纤维化纤维菌

说明书

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，特别涉及从自然界污染点筛选、分离、纯化得到能产丙烯酸的纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)。

背景技术

丙烯酸是一种重要的平台化合物，是工业生产中重要的不饱和有机酸，可用于生产众多的聚合衍生物，是重要的有机化工原料。主要用途是生产丙烯酸酯类、聚丙烯酸及其盐，被广泛用于粘合剂、涂料、化纤、皮革、造纸、纺织工业和光敏树脂板等。近10年来，我国丙烯酸工业发展很快，但仍不能满足迅速增长的市场需求。国内丙烯酸自给率还存在很大缺口，并且这种缺口仍在不断地扩大。丙烯酸及其酯类的生产方法主要有氰乙醇法、雷普(REPPE)法(羰基合成法)、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法，前4种工艺因技术和经济原因已经逐步被淘汰。丙烯氧化法采用丙烯在催化剂作用下被空气氧化成丙烯酸，在丙烯酸及酯的生产方法中占据了主导地位。

然而随着价格疯狂上涨的石油资源的日益枯竭，以不可再生资源石油为原料生产丙烯酸显然不是我们的长远之计。因此，在自然界中微生物众多，在其中寻找能够产丙烯酸的微生物是可行的。目前，在Clostridium propionicum和Megaphaera elsdenii两株菌中都发现了该代谢反应途径，它利用乳酸为底物，在胞内乳酰CoA脱水酶的作用下脱去一个水分子，得到丙烯酸盐，并且有少量积累丙烯酸。因而利用微生物法生产丙烯酸适应社会可持续发展的要求，有可能替代目前利用石油化学品生产丙烯酸的方法，有利于能源的合理利用。但是直接由乳酸发酵积累丙烯酸的浓度较低，目前发现极少超过1.3mmol/L。同时，C.propionicum，M.elsdenii的生长代谢均要求严格的厌氧条件，其丙烯酸代谢途径中的关键酶对O₂也非常敏感，由此给人们在改造其用以生产丙烯酸的过程中带来了巨大的阻力。

因而，寻找能够新的能够产丙烯酸的菌株的微生物就显得非常有意义。

发明内容

本发明的目的是从自然环境中分离筛选出一株新的能够产丙烯酸的菌株，为丙烯酸的生产制备提供一种新的可利用的微生物，以缓解利用不可再生资源石油为原料生产丙烯酸的局限。

本发明是这样实现的：

申请人从位于广西壮族自治区南宁市的广西大学奶牛场的排水沟土壤中分离得到一株能够产丙烯酸的CZ-2菌株；经形态观察、生理生化和16S rDNA鉴定，CZ-2菌株在分类学上属于纤维化纤维菌(Cellulosimicrobium cellulans)，申请人于2009年3月16日将该菌株保藏于湖北省武汉市武汉大学内的中国典型培养物保藏中心(简称CCTCC)，其保藏编号为：CCTCC NO：M 209039。

CZ-2菌株幼龄菌体呈细长不规则杆状，衰老菌体呈球状；革兰氏阳性，不生孢，不抗酸；兼性厌氧；在蛋白胨-酵母膏琼脂上为凸起的黄色菌落。

CZ-2菌株为兼性厌氧菌，能够在温度-20℃～50℃、pH值为4.5～9.0的环境中存活，酒精耐受度达到酒精体积比的6-8％，适宜生长温度为20℃～40℃，适宜pH值为6.0～8.0。

CZ-2菌株16S rDNA序列具有序列表1所示的核酸序列，与纤维化纤维菌同源性在97％以上。

本发明具有的突出的实质性特点和显著的进步是：

1、从自然界中成功分离筛选出了一种能生产丙烯酸的新的菌株，拓宽了利用微生物制备丙烯酸的菌种选择种类，有利于推进现有利用不可再生的石化资源制备丙烯酸的技术变革。

2、本发明利用实验室手段成功的对CZ-2新菌株制取丙烯酸的技术进行了有益的探索和试验，丙烯酸得率明显高于现有其它菌株的制取得率，技术进步效果显著，应用前景广阔。

附图说明

图1为CZ-2的16S rDNA序列系统发育树。

图2为丙烯酸标样气相色谱图。丙烯酸标样的出峰时间为6.009分钟。

图3为CZ-2细胞提取物的气相色谱图。第三个色谱峰的出峰时间为6.005分钟，与附图2中丙烯酸标样的出峰时间基本一致，这表明CZ-2细胞提取物中可能存在丙烯酸，要判断该峰是丙烯酸需要通过气质色谱进一步加以证明。

图4为丙烯酸标样气质色谱图。丙烯酸标样的出峰时间为3.480分钟。

图5为丙烯酸标样质谱分析特征谱图。图中横坐标为质荷比(m/z)，纵坐标为信号强度。

图6为CZ-2细胞提取物的气质色谱出峰图。第三个色谱峰的出峰时间为3.458分钟，与附图4中丙烯酸标样的出峰时间基本一致。