[发明专利]一株生产5-羟甲基-2呋喃甲酸的铜绿假单胞菌及其应用

说明书

本发明公开了一株生产5‑羟甲基‑2呋喃甲酸的铜绿假单胞菌及其应用，属于生物技术领域。本发明公开的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PC‑1，保藏号为CCTCC NO：M 2019537。利用该菌株转化5‑羟甲基糠醛为5‑羟甲基‑2呋喃甲酸，具有反应时间短，条件温和，对环境无污染，产物选择性高的特点。同时本发明还提供了该菌株在制备5‑羟甲基糠醛中的应用，产物产量高，具有广泛地应用前景。

技术领域

本发明属生物技术领域，具体涉及到一种铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的分离，以及该菌在催化5-羟甲基糠醛生产5-羟甲基-2呋喃甲酸的应用。

背景技术

随着石油资源的日益匮乏和全球变暖的加剧，近年来，人们逐渐将目光转移到生物基能源和平台化合的开发和利用。5-羟甲基糠醛（5-hydroxymethy1furfural，HMF）是一种重要的生物基平台化合物，位于美国能源部宣布的“Top 10+4”平台化合物之列，化学性质比较活泼，可以制备多种衍生物（Green Chem, 2017, 19, 4544）。5-羟甲基糠醛经过选择性还原可以制备5-羟甲基-2呋喃甲酸（5-hydroxymethylfuroicacid，HMFCA），5-羟甲基-2呋喃甲酸是重要的药物中间体，广泛应用于各种生物可降解材料的制备，也是合成各种聚酯材料和白细胞介素抑制剂的重要合成砌块（Green Chem, 2014, 16, 2762），具有重要的应用价值。

目前，5-羟甲基糠醛制备5-羟甲基-2呋喃甲酸的主要方法是通过化学法来实现（Chem Rev, 2013, 113, 1499）。但化学方法常需使用化学计量的氧化剂或催化计量的重金属催化剂，对环境污染很大。此外，化学法易导致活性羟基或醛基的过度氧化，产生副产物，影响后续分离纯化；并且通常以毒性较大的吡啶、DMSO等做为溶剂。近年来，生物催化法作为一种绿色的方法引起了广泛地重视，具有反应条件温和，操作简单，产物选择性高等特点（ChemRev, 2013, 114, 1871）。但是，5-羟甲基糠醛是一种微生物抑制物，可在5-羟甲基糠醛中生长的微生物较少，而针对利用5-羟甲基糠醛制备5-羟甲基-2呋喃甲酸的研究还没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种可在5-羟甲基糠醛生长的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PC-1。

本发明的又一目的是提供一种利用该菌株生产5-羟甲基-2呋喃甲酸的方法，该方法具有反应时间短，条件温和，对环境无污染，产物选择性高的优点。

本发明的再一目的是提供一种所述菌发酵制备5-羟甲基糠醛的应用，该应用方法操作简单，产量高。

本发明的目的采用下述技术方案实现。

本发明提供一株铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）PC-1，保藏编号为CCTCC NO：M 2019537，该微生物具有5-羟甲基糠醛耐受性，可在含有5-羟甲基糠醛的培养基中生长发酵。

本发明还提供一种利用铜绿假单胞菌PC-1转化5-羟甲基糠醛为5-羟甲基-2呋喃甲酸的方法，该方法属于生物催化法，选择性高、操作简单、反应条件温和、用时短且无污染。

所述方法具体包括，将铜绿假单胞菌PC-1接种于含有5-羟甲基糠醛的培养基中培养，获得5-羟甲基-2呋喃甲酸。其中接种量为2.5-20 mg/mL，培养基的pH为5.5-8.0、5-羟甲基糠醛的浓度为50-200mM，培养温度为15-45 ℃，在上述条件下，铜绿假单胞菌PC-1可高效转化5-羟甲基糠醛，5-羟甲基-2呋喃甲酸选择性好。