一种腺苷的发酵菌株及其制备工艺优化的制作方法

    专利2022-07-08  96

    本发明属于生物制药工艺领域,具体涉及一种腺苷的发酵制备工艺。



    背景技术:

    腺苷又称腺嘌呤核苷,化学名为6-氨基-9-β-d-呋喃核糖嘌呤,其化学结构式为

    腺苷是人体细胞中具有重要生理功能的内源性核苷,可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸而参与心肌的能量代谢,同时还参与扩张动脉血管,增加血流量。腺苷对心血管系统和肌体的许多其他系统和组织均有生理作用。此外,腺苷还是用于合成三磷酸腺苷(atp)、腺嘌呤、腺苷酸、阿糖腺苷的重要中间体。国内市场需求量很大,具有十分广阔的发展前景。生物发酵法制备腺苷相对于化学合成法来说,具有绿色环保,工艺路线简单,节约成本,效率高等优势。



    技术实现要素:

    一株高产菌株bacillussubtilis-117腺苷的构建,设计sgrna序列(seqidno.1),将所设计的序列与质粒pjoe8999进行全合成,并温转入bacillussubtiliatcc21616细胞。配置tsa培养基,配方如下:酪蛋白胰酶消化物15g/l,大豆粉木瓜蛋白酶消化物5g/l,氯化钠5g/l,琼脂15g/l。121℃灭菌20min,降温后过滤加入100mg/l卡那霉素,制备平板,并进行平板划线,挑选出阳性菌落送检测序后确认无误后获得bacillussubtilis-11。将所获得的菌株通过紫外诱变,挑选出高产菌株bacillussubtilis-117。

    bacillussubtilis-117发酵制备工艺,它包括如下步骤:(1)发酵提取:将大孔树脂加入培养基中一起灭菌,进行发酵培养,细胞合成腺苷后,在发酵液中被大孔树脂吸附在其中。发酵结束后,用100目的筛网过滤发酵液,收集大孔树脂。(2)除杂:先用纯水洗去树脂表面残留的发酵液,然后将树脂装入层析柱,先用10%~20%乙醇洗脱除杂。(3)洗脱:用40%~70%乙醇洗脱,收集洗脱液,浓缩。(4)脱色:加入浓缩液质量1%~2%的活性炭进行脱色,脱色温度70~80℃,脱色时间15~30min。(5)结晶分离:脱色液继续浓缩至腺苷含量为100g/l~150g/l,温度降至0~5℃,保冷4~6h,使得腺苷结晶析出,然后过滤分离,得到含量和纯度均在95%以上的腺苷成品。

    具体实施方式

    实施例1

    一、发酵

    1.菌种培养

    (1)种子培养基:葡萄糖15g/l,酵母浸粉6g/l,胰蛋白胨12g/l,氯化钠12g/l;

    (2)用一次性无菌接种针沾取甘油菌接入含有100ml已灭菌的种子培养基中,33℃,220rpm摇床培养16h,制备种子液;

    2.发酵培养

    (1)发酵培养基:蔗糖50g/l,硫酸铵6g/l,酵母膏8g/l,谷氨酸钠5g/l,七水硫酸镁3g/l,磷酸二氢钾1g/l,一水硫酸锰100mg/l,七水硫酸亚铁50mg/l,豆油10ml/l,sp850大孔吸附树脂20g/l,ph为6.8;

    (2)将种子液以10%接种量转接入含300ml的发酵培养基中,33℃,220rpm摇床培养48h,得发酵液;

    二、提取

    1.收集树脂:用100目滤网过滤发酵液,收集大孔吸附树脂,用纯水冲洗树脂表面,去除残留在树脂表面的发酵液;

    2.洗脱除杂:将收集到的树脂装入层析柱中,先用10%乙醇洗脱除杂,洗脱体积为树脂柱体积的3倍;

    3.收集洗脱液:再用60%乙醇洗脱,洗脱液体积为5倍的树脂柱体积,收集洗脱液;

    三、精制

    1.浓缩:将收集到的洗脱液真空旋蒸浓缩,旋蒸温度60℃;

    2.脱色:加入浓缩液质量1%的活性炭进行脱色,脱色温度70℃,脱色时间30min;

    3.结晶分离:脱色液继续浓缩至腺苷含量为100g/l~150g/l,温度降至4℃,保冷6h,使得腺苷结晶析出,然后过滤分离,得到纯度为96.5%的腺苷成品。

    实施例2

    一、发酵

    1.菌种培养

    (1)种子培养基:葡萄糖15g/l,酵母浸粉6g/l,胰蛋白胨12g/l,氯化钠12g/l;

    (2)用一次性无菌接种针沾取甘油菌接入含有100ml已灭菌的种子培养基中,33℃,220rpm摇床培养16h,制备种子液;

    2.发酵培养

    (1)发酵培养基:蔗糖50g/l,硫酸铵6g/l,酵母膏8g/l,谷氨酸钠5g/l,七水硫酸镁3g/l,磷酸二氢钾1g/l,一水硫酸锰100mg/l,七水硫酸亚铁50mg/l,豆油10ml/l,sp850大孔吸附树脂20g/l,ph为6.8;

    (2)将种子液以10%接种量转接入含300ml的发酵培养基中,33℃,220rpm摇床培养48h,得发酵液;

    二、提取

    1.收集树脂:用100目滤网过滤发酵液,收集大孔吸附树脂,用纯水冲洗树脂表面,去除残留在树脂表面的发酵液;

    2.洗脱除杂:将收集到的树脂装入层析柱中,先用20%乙醇洗脱除杂,洗脱体积为树脂柱体积的2倍;

    3.收集洗脱液:再用60%乙醇洗脱,洗脱液体积为5倍的树脂柱体积,收集洗脱液;

    三、精制

    1.浓缩:将收集到的洗脱液真空旋蒸浓缩,旋蒸温度60℃;

    2.脱色:加入浓缩液质量2%的活性炭进行脱色,脱色温度80℃,脱色时间15min;

    3.结晶分离:脱色液继续浓缩至腺苷含量为100g/l~150g/l,温度降至4℃,保冷6h,使得腺苷结晶析出,然后过滤分离,得到纯度为97.7%的腺苷成品。

    实施例3

    一、发酵

    1.菌种培养

    (1)种子培养基:葡萄糖15g/l,酵母浸粉6g/l,胰蛋白胨12g/l,氯化钠12g/l;

    (2)用一次性无菌接种针沾取甘油菌接入含有100ml已灭菌的种子培养基中,33℃,220rpm摇床培养16h,制备种子液;

    2.发酵培养

    (1)发酵培养基:蔗糖50g/l,硫酸铵6g/l,酵母膏8g/l,谷氨酸钠5g/l,七水硫酸镁3g/l,磷酸二氢钾1g/l,一水硫酸锰100mg/l,七水硫酸亚铁50mg/l,豆油10ml/l,sp850大孔吸附树脂20g/l,ph为6.8;

    (2)将种子液以10%接种量转接入含300ml的发酵培养基中,33℃,220rpm摇床培养48h,得发酵液;

    二、提取

    1.收集树脂:用100目滤网过滤发酵液,收集大孔吸附树脂,用纯水冲洗树脂表面,去除残留在树脂表面的发酵液;

    2.洗脱除杂:将收集到的树脂装入层析柱中,先用20%乙醇洗脱除杂,洗脱体积为树脂柱体积的3倍;

    3.收集洗脱液:再用70%乙醇洗脱,洗脱液体积为5倍的树脂柱体积,收集洗脱液;

    三、精制

    1.浓缩:将收集到的洗脱液真空旋蒸浓缩,旋蒸温度60℃;

    2.脱色:加入浓缩液质量2%的活性炭进行脱色,脱色温度80℃,脱色时间20min;

    3.结晶分离:脱色液继续浓缩至腺苷含量为100g/l~150g/l,温度降至4℃,保冷6h,使得腺苷结晶析出,然后过滤分离,得到纯度为96.2%的腺苷成品。

    序列表

    <110>江苏阿尔法药业有限公司

    <120>一种腺苷的发酵菌株及其制备工艺优化

    <160>2

    <170>siposequencelisting1.0

    <210>1

    <211>19

    <212>dna

    <213>人工序列(artificialsequence)

    <400>1

    aaagtaaattttcaaaaga19

    <210>2

    <211>19

    <212>dna

    <213>人工序列(artificialsequence)

    <400>2

    caatccgatgaaaaaaagc19


    技术特征:

    1.一种腺苷的发酵制备工艺,其特征在于,所述的腺苷由高产菌株bacillussubtilis-117发酵制备;发酵制备工艺包括如下步骤:(1)细胞先在种子培养基培养后,转接发酵培养基,发酵培养,诱导细胞合成腺苷;(2)发酵制备完成后,用大孔吸附树脂进行吸附,吸附腺苷;(3)大孔吸附树脂用除杂洗脱剂进行洗脱,再用洗脱腺苷溶剂进行洗脱,收集含腺苷的洗脱腺苷溶剂;(4)洗脱腺苷溶剂进行浓缩;(5)加入活性炭,升温脱色;(6)将脱色液继续进行浓缩,后降温结晶,分离提纯,得到腺苷成品。

    2.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的发酵培养所用的种子培养基配方为:葡萄糖15g/l,酵母浸粉6g/l,胰蛋白胨12g/l,氯化钠12g/l。

    3.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的发酵培养所用的发酵培养基配方为:蔗糖50g/l,硫酸铵6g/l,酵母膏8g/l,谷氨酸钠5g/l,七水硫酸镁3g/l,磷酸二氢钾1g/l,一水硫酸锰100mg/l,七水硫酸亚铁50mg/l,豆油10ml/l,sp850大孔吸附树脂20g/l,ph为6.8。

    4.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的大孔吸附树脂为sp850型大孔吸附树脂,将大孔吸附树脂添加在培养基中,在发酵过程中,边合成边吸附。

    5.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的除杂洗脱剂为5%~20%的乙醇溶液,洗脱体积为2~3倍的大孔吸附树脂体积。

    6.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的洗脱腺苷溶剂为40%~70%乙醇,洗脱体积为3~5倍的大孔吸附树脂体积。

    7.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的浓缩工艺为真空旋蒸浓缩,真空压力为-0.08mpa~-0.1mpa,旋蒸温度为60~80℃。

    8.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的活性炭的量为浓缩液质量的1%~2%,脱色温度70~80℃,脱色时间15~30min。

    9.根据权利要求1所述的腺苷的发酵制备工艺,其特征在于:所述的结晶分离工艺为将脱色液继续浓缩至腺苷含量100g/l~150g/l,温度降至0~5℃,保冷4~6h,使得腺苷结晶析出,然后过滤分离,得到腺苷成品。

    技术总结
    一种高效产腺苷的菌株Bacillus subtilis‑117的构建。以实验室Bacillus subtili ATCC 21616为原始菌株,通过Crispr Cas9技术,基因敲除肌酐酸脱氢酶,再经过传统诱变下调AMP脱氨酶基因表达的菌株Bacillus subtilis‑117,该菌株腺苷产量达到13.96g/L。Crispr Cas9为近些年来研究最热门的基因编辑技术,本发明第一次将该技术应用到产腺苷菌株优化中,获得了稳定高效产腺苷菌株。

    技术研发人员:陈本顺;李大伟;石利平;徐春涛;刘轩豪;马骧;钱若灿;许鹏;何义;刘思琪;朱萍;施莉莉
    受保护的技术使用者:江苏阿尔法药业有限公司
    技术研发日:2020.12.16
    技术公布日:2021.03.12

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