(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202110150963.X
(22)申请日 2021.02.03
(83)生物保藏信息
GDMCC No.61323 2020.12.02
(71)申请人 福建省微生物研究所
地址 350007 福建省福州市仓山区进步路
25号
(72)发明人 张祝兰 杨煌建 严凌斌 连云阳
陈洲琴 程贤
(74)专利代理机构 北京东方芊悦知识产权代理
事务所(普通合伙) 11591
代理人 彭秀丽
(51)Int.Cl.
C12N 1/20(2006.01)
C12P 21/04(2006.01)
C12R 1/465(2006.01) (54)发明名称
及其应用
(57)摘要
本发明属于微生物领域，
具体涉及一种发酵产放线菌素D的锈赤蜡黄链霉菌诱变菌株，并进
一步公开其发酵生产放线菌素D的应用。本发明
通过常压室温等离子体诱变技术筛选得到一株
高产放线菌素D的锈赤蜡黄链霉菌FIM ‑Z19‑12
(Streptomyces rubiginosohelvolus)，该菌株
能够高效发酵放线菌素D，在发酵实验中，所述锈
赤蜡黄链霉菌FIM ‑Z19‑12发酵产放线菌素D的效
价高达1383mg/L，大幅度提高了放线菌素D的产
量，
能够应用于工业化发酵生产。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 112680387 A 2021.04.20
C N 112680387
A
1.一种锈赤蜡黄链霉菌株，其分类命名为Streptomyces
rubiginosohelvolusFIM ‑Z19‑12，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，保藏编号为GDMCC No.61323，保藏日期为2020年12月2日。
2.权利要求1所述锈赤蜡黄链霉菌株在发酵生产放线菌素D中的应用。
3.一种发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，包括将权利要求1所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于适宜发酵培养基中进行发酵培养。 4.根据权利要求3所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2‑3％，黄豆粉3‑4％，蛋白胨0.1‑1％，玉米粉0.5‑
1.5％，磷酸氢二钾0.01‑0.1％，调pH7.0‑7.2。
5.根据权利要求3或4所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，所述发酵培养的条件包括：控制转速150‑300rpm，于28‑32℃进行发酵培养3‑5d。
6.根据权利要求3‑5任一项所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，还包括将权利要求1所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于种子培养基中进行种子液培养；
所述种子培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2‑3％，葡萄糖0.1‑1％，黄豆粉0.5‑1.5％，蛋白胨0.1‑1％，酵母膏0.1‑0.5％，调pH7.0‑7.2。
7.根据权利要求6所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，所述种子液培养的条件包括：控制转速180‑300rpm，于28‑32℃进行种子液培养40‑60h。
8.根据权利要求3‑7任一项所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，还包括将权利要求1所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于斜面培养基中进行活化的步骤；
所述斜面培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉0.5‑1.5％，葡萄糖0.5‑1.5％，硫酸镁0.01‑0.1％，硝酸钾0.05‑0.15％，磷酸氢二钾0.01‑0.1％，琼脂2.0％，调pH7.0‑
7.2。
9.根据权利要求8所述的发酵生产放线菌素D的方法，其特征在于，所述斜面培养基活化步骤的条件包括：于25‑30℃进行恒温培养8‑12d。
权 利 要 求 书1/1页CN 112680387 A
一种发酵产放线菌素D的锈赤蜡黄链霉菌株及其应用
技术领域
[0001]本发明属于微生物领域，具体涉及一种发酵产放线菌素D的锈赤蜡黄链霉菌株，并进一步公开其发酵生产放线菌素D的应用。
背景技术
[0002]放线菌素D(A c t i n o m y c i n D，A M D，更生霉素)最早就是从放线菌S.melanochromogenesNo.1779或者S.Parvullus中分离得到的，属于放线菌素家族的一员，这类化合物由多种链霉菌属的微生物产生。放线菌素D是一种素肽内酯抗生素，系经典的抗肿瘤药物之一，具有良好的抗肿瘤功效，且与其他抗肿瘤药物联合用药，配合放射肿瘤可取得良好的效果。放线菌素D的抗癌作用可能与其基结构有较为密切的关系，而环肽部分可能起一种载体的作用，其独特的环肽化学结构、抑制RNA合成的抗肿瘤机理，以及不易与其他化疗药物产生交叉耐药性的特点是化疗药物难得的优点。因此，近年来对放线菌素D的研究一直非常活跃，不断发现新的靶点和抗肿瘤作用的新机制，对放线菌素D不同来源的产生菌的研究、结构改造及低毒高效抗肿瘤活性的类似物筛选也成为开发者的新关注点。
[0003]目前，常用的菌种选育技术(strain improvement)根据其原理可分成随机选育(random screening)和理性选育(rationalized selection)两大类。虽然以分子生物学为基础的基因工程、代谢工程以及由各种组学组成的系统生物学研究为定向构建功能细胞株提供了广阔前景，但要真正实现以这些功能细胞培养来达到改造目标却极其困难。由于微生物体内代谢网络的复杂性和多结点性，基因操作后菌株的代谢流往往并不朝着预期设计的方向转移。尤其是在产生抗生素等次级代谢产物的复杂体系中，要想得到优良的工业生产菌株，主要还是采用随机选育技术。长期以来针对锈赤蜡黄链霉菌(Streptomyces rubiginosohelvolus)菌株改良的随机选育技术中主要采用的是紫外、微波和化学诱变剂等传统的诱变育种手段，且已取得一定的效果，然而长期使用这些诱变剂处理同一菌种，由于突变的不定向性及突变的累积使得在获得高产的同时菌株在生活能力、产孢量等方面会明显减弱，并且多次诱变往往导致较高的负突变率和抗性饱和，从而使得菌株改善的空间不足。
[0004]常压室温等离子体育种技术(ARTP)是一种微生物基因组快速突变技术，其产生的等离子体富含各种化学活性粒子，对菌株细胞产生遗传物质的损伤、引起细胞膜通透性和蛋白质结构的改变等多重作用，并诱导细胞启动SOS修复机制，在修复过程中产生种类丰富的错配位点，该方法突变率高，已在多种工业微生物的菌种选育中得到成功运用。因此，如何筛选获得符合工业化生产且能够高产放线菌素D的菌株对于放线菌素D的工业化生产及应用具有积极的意义。
发明内容
[0005]为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种发酵产放线菌素D的锈赤蜡黄链
霉菌诱变菌株，以解决现有技术中放线菌素D的发酵菌株性能不理想的问题；
[0006]本发明所要解决的第二个技术问题在于提供所述锈赤蜡黄链霉菌诱变菌株发酵生产放线菌素D的应用。
[0007]为解决上述技术问题，本发明所述的一种锈赤蜡黄链霉菌株，其分类命名为Streptomyces rubiginosohelvolusFIM‑Z19‑12，已保藏于广东省微生物菌种保藏中心，地址为广东省广州市越秀区先烈中路100号大院实验大楼5楼，保藏编号为GDMCC No.61323，保藏日期为2020年12月2日。
[0008]本发明还公开了所述锈赤蜡黄链霉菌株在发酵生产放线菌素D中的应用。[0009]本发明还公开了一种发酵生产放线菌素D的方法，包括将所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于适宜发酵培养基中进行发酵培养。
[0010]具体的，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2‑3％，黄豆粉3‑4％，蛋白胨0.1‑1％，玉米粉0.5‑1.5％，磷酸氢二钾0.01‑0.1％，调pH7.0‑7.2。
[0011]优选的，所述发酵培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2.5％，黄豆粉3.5％，蛋白胨0.5％，玉米粉1.0％，磷酸氢二钾0.05％，余量为蒸馏水，调pH7.0‑7.2。[0012]具体的，所述发酵培
养的条件包括：控制转速150‑300rpm，于28‑32℃进行发酵培养3‑5d。
[0013]具体的，所述的发酵生产放线菌素D的方法，还包括将所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于种子培养基中进行种子液培养；
[0014]所述种子培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2‑3％，葡萄糖0.1‑1％，黄豆粉0.5‑1.5％，蛋白胨0.1‑1％，酵母膏0.1‑0.5％，调pH7.0‑7.2。
[0015]优选的，所述种子培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2.5％，葡萄糖0.5％，黄豆粉1.0％，蛋白胨0.5％，酵母膏0.3％，调pH 7.0‑7.2。
[0016]具体的，所述种子液培养的条件包括：控制转速180‑300rpm，于28‑32℃进行种子液培养40‑60h。
[0017]具体的，所述的发酵生产放线菌素D的方法，还包括将所述锈赤蜡黄链霉菌株接种于斜面培养基中进行活化的步骤；
[0018]所述斜面培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉0.5‑1.5％，葡萄糖0.5‑1.5％，硫酸镁0.01‑0.1％，硝酸钾0.05‑0.15％，磷酸氢二钾0.01‑0.1％，琼脂2.0％，调pH7.0‑7.2。
[0019]优选的，所述斜面培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉1.0％，葡萄糖1.0％，硫酸镁0.05％，硝酸钾0.1％，磷酸氢二钾0.05％，琼脂2.0％，调pH7.0‑7.2。[0020]具体的，所述斜面培养基活化步骤的条件包括：于25‑30℃进行恒温培养8‑12d。[0021]本发明通过常压室温等离子体诱变技术筛选得到一株高产放线菌素D的锈赤蜡黄链霉菌FIM‑Z19‑12(Streptomyces rubiginosohelvolus)，该菌株能够高效发酵放线菌素D，在发酵实验中，所述锈赤蜡黄链霉菌FIM‑Z19‑12发酵产放线菌素D的效价高达1383mg/L，大幅度提高了放线菌素D的产量，能够应用于工业化发酵生产；且本发明筛选的菌株FIM‑Z19‑12稳定性良好，连续传代五代其产放线菌素D效价基本稳定，维持在同一较高水平，能够作为进一步研究和开发的生产菌株。
附图说明
[0022]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，
[0023]图1为诱变实验中ARTP射流时间与致死率的关系曲线；
[0024]图2为本发明所述菌株FIM‑Z19‑12的进化树。
具体实施方式
[0025]本发明下述实施例中，涉及的培养基包括：
[0026]分离平板培养基、斜面培养基及平板培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉1.0％，葡萄糖1.0％，硫酸镁0.05％，硝酸钾0.1％，磷酸氢二钾0.05％，琼脂2.0％，余量为蒸馏水，调pH7.0‑7.2，121℃高压蒸汽灭菌30min；
[0027]种子培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2.5％，葡萄糖0.5％，黄豆粉1.0％，蛋白胨0.5％，酵母膏0.3％，余量为蒸馏水，调pH7.0‑7.2，121℃高压蒸汽灭菌30min；
[0028]发酵培养基包括如下质量含量的组分：可溶性淀粉2.5％，黄豆粉3.5％，蛋白胨0.5％，玉米粉1.0％，磷酸氢二钾0.05％，余量为蒸馏水，调pH7.0‑7.2，121℃高压蒸汽灭菌30min。
[0029]本发明下述实施例中，所述放线菌素D含量的检测采用HPLC法进行检测，具体检测方法参照中国专利CN105254712B中记载的方法。
[0030]实施例1出发菌株FIM‑Z19的分离
[0031]于山东省济南市泰山脚下菜园采集土壤，具体地，用取样铲将表层10cm左右的浮土除去，采集10cm处土样10g‑25g；称取2g土样并加入10mL无菌生理盐水，振荡后静置30min，取上清液即原液并用无菌生理盐水进行梯度稀释，选用稀释度为10‑2、10‑3、10‑4和10‑5的悬浮液。
[0032]分别取原液及选用的悬浮液0.1mL涂布于添加50mg/L重铬酸钾的水配制的分离琼脂培养基平板上，每个样重复3个平行板，然后将涂布后的平板置于28℃培养，观察菌落外观、大小、颜、边缘形状、表面干湿状态等形态特征。
[0033]在无菌操作条件下，培养8‑12d后挑出菌落圆形、菌落中心突起、表面皱褶、白或微黄等具有代表性的单菌落，并划线接种于分离琼脂培养基斜面，置于28℃条件下培养，分离纯化得到菌株，并将得到的菌株命名为菌株FIM‑Z19，然后于‑80℃条件下，将分离获得的菌株FIM‑Z19以20％甘油保存。
[0034]实施例2诱变菌株FIM‑Z19‑12的获得
[0035]取上述筛选的菌株FIM‑Z19并转接至斜面培养基上，并于恒温培养箱中培养8‑12天，且培养温度为28℃；之后用生理盐水洗下斜面培养基上的孢子，玻璃珠打散，经纱布过滤，制成106个/mL的孢子悬液。
[0036]用移液吸取10μL上述制得的孢子悬液于直径为1cm的圆形铁片上，置于以氦气作为工作气体、电源功率为110W、工作气流量10L/min的常压室温等离子体诱变系统中，且处理距离为2mm，分别处理5s、10s、15s、30s、45s、60s、75s、90s，将处理后的孢子悬液进行梯度稀释涂平板，制作致死率曲线(如图1所示)。从图中可以看出，诱变处理剂量与菌株FIM‑
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