[发明专利]枯草芽孢菌在高产腺苷且联产乙偶姻中的应用

说明书

技术领域

本发明属于微生物及发酵工程技术领域，具体涉及枯草芽孢菌在高产腺苷且联产乙偶姻中的应用。

背景技术

腺苷（Adenosine）又称腺嘌呤核苷，由糖苷键连接腺嘌呤和核糖而成，是人体细胞中具有重要生理功能的内源性核苷。腺苷以其扩张血管作用而被人们所熟知，具有广泛的心脏效应以及快速显著的冠脉扩张作用，大量研究表明，腺苷还具有触发或介导缺血预适应、减少再灌注损伤等心脏保护效应。在美国，腺苷是经FDA批准的转复阵发性室上性心动过速（PSVT）的一线药物，也是经FDA批准的用于心脏药物负荷试验的两种药物之一，已成为急诊处理快速心律失常和药物负荷试验的常规用药。另外腺苷还是重要的医药中间体，可合成8-氯腺苷、嘌呤毒素、高瓜氨基腺苷、赖氨酰氨基腺苷、s-甲硫腺苷、阿糖腺苷、环磷酸腺苷、三磷酸腺苷等。因此，腺苷具有广阔的市场和开发前景。

乙偶姻（Acetoin），即3-羟基丁酮，自然地存在于玉米、葡萄酒、蜂蜜、可可、黄油、咖啡、草莓和醋栗等物质中。由于其具有特有的奶油香味，因此多用于奶油、干酪、咖啡、坚果的香味增强剂，同时也可以用于配制奶油、乳品、酸乳和草莓型香精等，啤酒风味、奶酪香味均与乙偶姻有关。因此，乙偶姻在食品、制药、香料以及化妆品等行业都有着非常重要的用途，同时作为一种新兴的平台化合物，也广泛应用于其他行业。

目前，腺苷和乙偶姻的生产方法主要有化学合成法、酶法和发酵法三种。腺苷的化学合成法主要是以次黄嘌呤、肌苷、2-甲基硫代腺苷、2,8-二氯嘌呤、2′,3′,5′-三乙酰基次黄苷等为起始原料，经过多步反应合成的。乙偶姻的化学合成方法主要是丁二酮部分加氢还原和2,3-丁二醇选择性氧化生产。化学法合成腺苷及乙偶姻此方法溶剂损耗量大，收率低，成本高，产量小，且环境污染严重。

腺苷的酶解法就是用酶将RNA降解得到的腺苷，但是RNA降解过程产生4种核苷的混合物，给提取分离带来很大困难，也增加了成本。乙偶姻的酶转化法主要是通过分离纯化丁二酮还原酶，催化丁二酮的还原，得到乙偶姻，但该法获得大量特异性的酶比较困难，并且原料与化学法相同，都为丁二酮或2,3-丁二醇，存在同样的原料限制。

腺苷发酵工艺技术首推日本，早在70年代就开始了该领域的研究，取得了一系列成果，迄今已进入大规模工业化生产阶段；国内发酵法生产腺苷起步较晚，目前有少数几家研究单位进行研究，主要采用物理、化学方法对肌苷产生菌枯草芽孢杆菌进行诱变处理，选育出特定营养缺陷型菌，进行发酵生产腺苷。自然界中某些细菌具有产乙偶姻的能力，能以糖质为原料进行发酵生产，但通常乙偶姻是作为丁二酮和2,3丁二酮的副产物，产量较少。因此通过菌株的筛选分离或分子改造，可以选育到高产乙偶姻的菌株，进行大规模工业化发酵生产。

综上所述，现有的技术都是利用枯草芽孢杆菌单独生产腺苷或乙偶姻，存在原料利用率低、成本高的问题。发酵法高产腺苷且联产乙偶姻避免了这些问题，以期待减轻资源和环境压力，提高产品质量。

申请人于2011年1月5日申请过一项专利“一种高产腺苷的枯草芽孢菌”（201110000716.8），并对其中的生产菌株枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）A-409进行了保藏。目前该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（简称CGMCC），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，邮政编码为100101，其保藏编号为CGMCC No.4484，保藏日期为2010年12月17日。

申请人在无意间发现该菌株不但可以高产腺苷，还可以用于联产乙偶姻，因此产生了本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供枯草芽孢菌在高产腺苷且联产乙偶姻中的应用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

枯草芽孢菌在高产腺苷且联产乙偶姻中的应用，所述的枯草芽孢菌（Bacillus subtilis）为CGMCC No.4484。

具体的操作方法是，将CGMCC No.4484接种于种子培养基培养，再将种子液转接至发酵培养基中培养，发酵生产腺苷及乙偶姻。

其中，所述的种子培养基包含如下组分：葡萄糖10-30g/L，蛋白胨5-15g/L，玉米浆10-20ml/L，酵母膏10-20g/L，MgSO₄·7H₂O 0.1-1g/L，NaCl 3-5g/L，鸟苷0.01-0.05g/L，其余为水，pH 6.0-7.0。