γ-多聚谷氨酸的生物合成及其相关基因.pdfVIP

中 国 生 物 工程杂 志 第24卷第8期 CHINAB10TECHNOLOGY 2004年8月 Y．多聚谷氨酸的生物合成及其相关基因* 奚新伟“ 沙长青 王佳龙 杨志兴 (黑龙江省科学院应用微生物研究所 哈尔滨 150010) 摘要 综述了7．多聚谷氨酸(7．PGA)的研究进展。7．PGA是一种高分子可降解生物材料，目前， 高产菌株的产量为54．45—58．089／L，多用E．培养基，发酵温度为37℃，影响产率的因素为碳源、 NaCl浓度、通气量和金属离子。用超滤和乙醇沉淀的方法提取分离纯化丫．PGA。讨论了7．PGA 生物合成机制及其相关基因的克隆、定位和功能。最后简述了7．PGA的应用与展望。 关键词 7．多聚谷氨酸枯草芽孢杆茵 7．多聚谷氨酸合成酶基因 发酵 acid，7．PGA)最 丫．多聚谷氨酸(poly．7．斟utaIIlic 早发现于1913年，存在于炭疽芽孢杆菌(觑i盯淞分段合成法(salva舻)。在第二类菌的培养液中加 on￡h瑚b)的细胞荚膜中，是荚膜的主要组成成分之入的谷氨酸只起到调控从柠檬酸合成y．PGA，而谷 一。随后，在1937年和1946年相继有人报道了炭氨酸并不掺人到7．PGA中∞1，目前已发现一些菌株 疽芽孢杆菌中PGA的分布及简要性质，此后，很多 可产生一定量的7．PGAHJ。 学者在B∞讲猫属的几种菌中确定PGA的生产和 迄今所报道的7．PGA产生菌主要有三种： 分泌¨_1。其中包括曰．z如如n扣m如、日．，，配g口把矗“m、占缸珊ws曲础括、B．Zi娩en扣r玎协和B．琥e，7加幻如mm。 日．s“6fiZ如、曰．s曲￡fZ诂(nmtD)、B．口，，州DZigH争 ．触记淞如昭，B．￡k丌no￡ozmm等。近年来，PGA作为最高，可达35∥L，在B．2泌kn的rr峨菌中以B． 一种可生物降解、可用微生物发酵生产的多聚物， 愈来愈显现出广阔的应用前景，因此，开展高产 PGA菌株的筛选、发酵条件、提纯方法、相关基因的 Praserts粕等哺’从温泉中筛选到耐高温发酵株 克隆表达及基因调控和PGA的应用等方面研究十 曰．￡^e丌加￡D如mm 分必要。 选诱变得到的高产7．PGA菌株有望用于生产。 1 丫．PGA的发酵研究 1．2用于Y．PGA发酵的培养基 1．1 Y．多聚谷氨酸发酵的菌株 目前7．PGA常用的发酵生产培养基是E．培养 7．PGA发现于B．口m^r0蕊和曰．，n∞e舭庇淞的基，其组成为：L．谷氨酸209／L，柠檬酸129，L，甘油 荚膜组成中，也可从曰．5“掘凰培养液中分离。产 809，L，以及无机盐口柚1。在E．培养基中增加葡萄 生7．PGA的菌株可分成两类，一类为在培养基中需糖后会增加谷氨酸和柠檬酸的代谢强度，提高7． PGA的产率¨0|。或者用麦芽糖代替葡萄糖，7．PGA 添加貉氨酸的菌株以合成7．PGA，称全程合成(de novo)7．PGA菌株，如曰．s曲础蠡SE、B．肠kn帕舰括 用30L发酵罐生产7．PGA，采用MSG培养基，含有 A35和B．su6￡以妇TAM等。另一类为用少量L-谷氨 酸加入到培养基中以刺激菌株产生大量的7．PGA， 6％麦芽糖、7％大豆汁、3％的谷氨酸钠、0．25％ 如：B．s“6fiZ如ATCC994、居．口nf^roc如、曰．su6tiZ厶F．2． 葡萄糖代替麦芽糖，降低成本，适于生产。 1．3 丫-PGA的发酵 收稿日期：2004一03．23修回日期：2004一06—09 *黑龙江省攻关计划资助项目(GB03