一種利用兩種或者兩種以上的微生物菌種生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文介紹一種利用兩種或者兩種以上的微生物菌種共培養(yǎng)或者耦聯(lián)培養(yǎng)，從而克 服代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控障礙來(lái)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 兩種或多種微生物菌種共處這一現(xiàn)象，在自然界微生物群體中普遍存在。如污水 處理中的多菌群系統(tǒng)、人和動(dòng)物的腸道菌群等，他們一般是共生、互惠的關(guān)系。
[0003] 在發(fā)酵產(chǎn)品中，用兩種微生物菌種共培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的例子也有，如 維生素 C發(fā)酵就是利用混合菌將山梨糖轉(zhuǎn)化成2-酮基-L-古龍酸。普通古龍酸菌 (Ketogulonigenium vulgare，俗稱(chēng)小菌）負(fù)責(zé)將山梨糖生物氧化；另一種微生物，如巨大 芽孢桿菌（Bacillus megaterium俗稱(chēng)大菌），作為伴生菌起到輔助小菌生長(zhǎng)和產(chǎn)酸的作 用。從以下圖片可以看到，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，處于生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的大菌逐漸被小菌取代。
[0004] 氨基酸發(fā)酵一般是純種發(fā)酵。由于氨基酸屬于初級(jí)代謝產(chǎn)物，根據(jù)細(xì)胞經(jīng)濟(jì)學(xué)原 貝1J，一般微生物菌種，它既不會(huì)累積過(guò)量代謝產(chǎn)物，也不會(huì)過(guò)多攝取自然界的營(yíng)養(yǎng)，微生物 的代謝物受微生物復(fù)雜、精巧、嚴(yán)格的調(diào)控機(jī)制來(lái)運(yùn)作。而用純種微生物來(lái)生產(chǎn)氨基酸都要 克服這些代謝調(diào)控障礙。
[0005] 二元胺，尤其是1，5-戊二胺的生物制備已經(jīng)從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，人們就對(duì)此 進(jìn)行了研究，主要的制備方法有兩種。一種是把純化的賴(lài)氨酸鹽用賴(lài)氨酸脫羧酶進(jìn)行脫羧 生成1，5_戊二胺，如專(zhuān)利JP2002-223770A ;另一種方法是利用純種微生物把糖代謝成1， 5_戊二胺，如專(zhuān)利W02008/092720A1。第一種方法由于要將賴(lài)氨酸鹽進(jìn)行純化，使得步驟復(fù) 雜，生產(chǎn)成本高；第二種方法由于利用純種微生物來(lái)代謝生產(chǎn)1，5-戊二胺，代謝步驟長(zhǎng)，并 且需要克服代謝調(diào)控障礙，轉(zhuǎn)化率低。雖然現(xiàn)在這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)研究50多年了，但是仍然沒(méi) 有將生物法1，5-戊二胺產(chǎn)業(yè)化成功的案例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本專(zhuān)利主要介紹一種利用多種微生物共培養(yǎng)或者耦聯(lián)發(fā)酵的方法。與維生素 C發(fā) 酵的大菌主要輔助小菌用來(lái)生長(zhǎng)和產(chǎn)酸的關(guān)系不同，本文介紹的方法主要是利用多種微生 物共培養(yǎng)或者耦聯(lián)發(fā)酵的方法來(lái)克服代謝調(diào)控障礙來(lái)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品，這種方法在二元胺和 氨基酸生產(chǎn)過(guò)程中目前沒(méi)有見(jiàn)到報(bào)道。
[0007] 圖3所示的是采用純種微生物利用葡萄糖代謝生產(chǎn)1，5-戊二胺，IysC和dapA受 到賴(lài)氨酸的反饋抑制和阻遏。圖4為采用共培養(yǎng)的形式。一種微生物菌種利用葡萄糖生成 Meso-diaminopimelate，而 IysC 和 dapA 不受 Meso-diaminopimelate 的反饋抑制和阻遏， 從而解決了純菌發(fā)酵生產(chǎn)1，5-戊二胺的代謝障礙。圖5到圖8主要描述采用共培養(yǎng)的方 式解決了蘇氨酸、色氨酸對(duì)相關(guān)基因的反饋?zhàn)瓒艉鸵种啤?br>【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1維生素 C發(fā)酵初期鏡照
[0009] 圖2維生素 C發(fā)酵后期鏡照
[0010] 圖3賴(lài)氨酸累積對(duì)IysC和dapA基因有反饋抑制示意圖
[0011] 圖4Meso_diaminopimelate對(duì)IysC和dapA沒(méi)有反饋抑制不意圖
[0012] 圖5蘇氨酸累積對(duì)IysC和dapA基因有反饋抑制示意圖
[0013] 圖6homoserine對(duì)IysC和dapA沒(méi)有反饋抑制示意圖
[0014] 圖7tyrosine對(duì)tyrA有反饋抑制示意圖
[0015] 圖 84-hydroxyphenyIpyruvate 對(duì) tyrA 沒(méi)有反饋抑制不意圖
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)理解，以下實(shí)施例僅用于說(shuō) 明本發(fā)明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 將保藏號(hào)為CCTCC M2013100的大腸桿菌菌株進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，選用搖瓶500mi，裝 液量30ml，搖床轉(zhuǎn)速180rpm，發(fā)酵溫度35°C，發(fā)酵培養(yǎng)基配方如下。發(fā)酵起始pH7. 0,接種 后，培養(yǎng)50h，接入凱賽公司能夠產(chǎn)賴(lài)氨酸脫羧酶的菌株蜂房哈夫尼菌，在30°C下繼續(xù)培養(yǎng) 30h。
[0019]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用兩種或者兩種以上的微生物菌種共培養(yǎng)或者耦聯(lián)培養(yǎng)，從而克服代謝調(diào)控 障礙來(lái)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品的方法，其特征在于：所述共培養(yǎng)是指將兩種或者兩種以上的微生物 菌種從開(kāi)始就混合培養(yǎng)，或者先培養(yǎng)一種菌種，等到培養(yǎng)到合適的時(shí)候再加入其他菌種進(jìn) 行培養(yǎng)。
2. 如權(quán)利1所述的方法，培養(yǎng)到一定階段后，加入另外的菌種進(jìn)行混合培養(yǎng)時(shí)，還可以 加入另外的培養(yǎng)基。
3. 如權(quán)利1或2所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為脂肪族二元胺。
4. 如權(quán)利3所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為1，5_戊二胺。
5. 如權(quán)利1或2所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為氨基酸。
6. 如權(quán)利5所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為蘇氨酸。
7. 如權(quán)利5所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為色氨酸。
8. 如權(quán)利5所述的方法，所述的發(fā)酵產(chǎn)品為賴(lài)氨酸。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種利用多種微生物共培養(yǎng)或者耦聯(lián)發(fā)酵的方法。與維生素C發(fā)酵的大菌主要輔助小菌用來(lái)生長(zhǎng)和產(chǎn)酸的關(guān)系不同，本發(fā)明的方法主要是利用多種微生物共培養(yǎng)或者耦聯(lián)發(fā)酵的方法來(lái)克服代謝調(diào)控障礙來(lái)生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)品。所述共培養(yǎng)是指將兩種或者兩種以上的微生物菌種從開(kāi)始就混合培養(yǎng)，或者先培養(yǎng)一種菌種，等到培養(yǎng)到合適的時(shí)候再加入其他菌種進(jìn)行培養(yǎng)。
【IPC分類(lèi)】C12P13-00, C12P39-00, C12P13-22, C12P13-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104561221
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310468801
【發(fā)明人】劉馳, 周豪宏, 李乃強(qiáng)
【申請(qǐng)人】上海凱賽生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司, 凱賽生物產(chǎn)業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月10日