[发明专利]枯草芽孢杆菌J15高产抗霉枯草菌素的培养基及其应用

说明书

本发明提供枯草芽孢杆菌J 15高产抗霉枯草菌素的培养基，本发明采用优化后最佳培养基以及所优选的最适发酵培养条件对黄粉虫抗菌肽基因工程菌进行发酵培养，结果表明本申请提供的葡萄糖7.07g/L，蛋白胨46.11g/L，硫酸锰2.21mM，磷酸氢二钠50mM，L‑丝氨酸5g/L的最佳培养基结合特定的应用条件与比未优化的基础培养基条件下产量提高了4.2倍，能够显著提升脂肽类次生代谢产物抗霉枯草菌素的产率，解决抗霉枯草菌素的低产量困境，为今后抗霉枯草菌素研究应用奠定坚实的基础，从而为实现脂肽抗生素大规模生产、商业化应用提供新的思路和科学依据。

技术领域

本发明属于微生物发酵生物技术，具体涉及一种枯草芽孢杆菌J15的发酵培养基的技术领域，更具体的涉及一种枯草芽孢杆菌J15高产抗霉枯草菌素的培养基及其应用的技术领域。

技术背景

枯草芽孢杆菌具有生长快，营养需求低，对人和动物安全等优点，其产生的脂肽具有两亲性结构，包括亲水环肽和疏水脂肪酸链，是由7～10个氨基酸(含2～4个D-氨基酸)和一个13～19个碳的β羟基或氨基脂肪酸组成的小分子代谢产物，枯草芽孢杆菌脂肽可分为伊枯草菌素、表面活性素和丰霉素三个大家族类。

由于特殊的结构特征，脂肽类化合物通常具有多种生物活性，包括抗真菌、抗病毒、抗癌活性等。除此之外，脂肽类化合物还具有良好的理化性质，如热稳定性强、耐有机溶剂、对蛋白酶K不敏感、抗紫外线、可生物降解等，因此脂肽类化合物具有广阔的应用前景。

抗霉枯草菌素为伊枯草菌素同系物，均属于环脂肽物质。但抗霉枯草菌素环肽结构中的八个氨基酸残基中有两个与伊枯草菌素序列不同，在性质上较伊枯草菌素更稳定，在抗真菌活性上比伊枯草菌素更强。

作为菌株的次生代谢产物，脂肽类化合物面临的低产量困境，成为限制其研究和应用的重要制约因素。抗霉枯草菌素同样面临着产量低的问题，菌株分泌天然抗霉枯草菌素的产量极低，且目前发现的能够分泌抗霉枯草菌素的菌株也相对较少，这极大地限制了其研究发展。目前提高产量的方法主要有菌株改造和发酵条件优化两种策略，相较之下，发酵条件优化是可行性较高的策略。

发酵条件中影响脂肽类化合物产量的关键因素是培养基成分，并且前体底物供应是提高脂肽类产量的重要参数。碳源、氮源、无机盐、微量元素等都对细胞的生长和次生代谢产物的分泌息息相关。前体底物为：L-谷氨酰胺、D-天冬酰胺、L-酪氨酸、D-酪氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、L-丝氨酸和D-丝氨酸。因此，基于枯草芽孢杆菌J15提供能够提高抗霉枯草菌素的产率的发酵培养条件，将是抗霉枯草菌素研究应用领域的突破点。

发明内容

针对现有技术中现有技术中尚无针对枯草芽孢杆菌J15提用于提升抗霉枯草菌素产率的相关培养基的报道的技术问题。本发明旨在通过提供一种枯草芽孢杆菌J15的最佳发酵培养基及其应用，能够显著提升脂肽类次生代谢产物抗霉枯草菌素的产率，解决抗霉枯草菌素的低产量困境，为今后抗霉枯草菌素研究应用奠定坚实的基础，从而为实现脂肽抗生素大规模生产、商业化应用提供新的思路和科学依据。

为了实现本发明的目的，本发明的技术方案如下：

本申请提供枯草芽孢杆菌J15高产抗霉枯草菌素的培养基，所述发酵培养基的包括碳源、氮源、无机盐和微量元素、外源氨基酸。

优选的，所述发酵培养基中的碳源为葡萄糖。

优选的，所述发酵培养基中的氮源为蛋白胨。

优选的，所述发酵培养基中的无机盐为磷酸氢二钠、硫酸锰。

优选的，所述发酵培养基中的外源氨基酸为L-丝氨酸。

优选的，所述发酵培养基的组成为：葡萄糖5-10g/L，蛋白胨30-60g/L，磷酸氢二钠0.5-5mM，硫酸锰0.5-5mM，L-丝氨酸5g/L，余量是水。