山梨木糖假丝酵母及其在制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用转让专利

申请号 : CN201210594514.5

文献号 : CN103074239B

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发明人 : 郑裕国孙丽慧舒学香柳志强沈寅初

申请人 : 浙江工业大学

摘要 :

本发明公开了一种山梨木糖假丝酵母及在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号CCTCC?No:M?2012420,保藏日期2012年10月22日;本发明提供了一种山梨木糖假丝酵母ZJB-12164新菌株及这种山梨木糖假丝酵母ZJB-12164菌株在生物转化合成(S)-CHBE中的应用,该合成反应条件温和,环境友好,流程简单,转化率高,产物光学纯度高(e.e.>99%)。

权利要求 :

1.一种山梨木糖假丝酵母ZJB-12164(Candida sorboxylosa ZJB-12164),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号CCTCC No:M

2012420,保藏日期2012年10月22日。

2.一种权利要求1所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述的应用为:以山梨木糖假丝酵母ZJB-12164发酵培养获得的含酶湿菌体为催化剂,以4-氯乙酰乙酸乙酯为底物,于pH4.0~9.0的水或缓冲液构成的转化体系a中,在20~ 45℃下进行转化反应,反应完全后,将转化液后处理,获得所述(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯。

3.如权利要求2所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述转化体系a中底物初始浓度为10~2000mmol/L。

4.如权利要求2所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于转化体系a中含酶湿菌体质量计为10~200g/L,所述含酶湿菌体含水质量为70~90%。

5.如权利要求2所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述转化体系a中还包括辅助底物,由辅助底物、底物、催化剂与pH4.0~9.0的水或缓冲液构成转化体系b,所述辅助底物为下列之一:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖或甘油。

6.如权利要求5所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述应用为:以山梨木糖假丝酵母ZJB-12164发酵培养获得的含酶湿菌体为催化剂,以4-氯乙酰乙酸乙酯为底物,加入辅助底物,于pH4.0~9.0的水或缓冲液构成的转化体系b中,在20~ 45℃下进行转化反应,反应完全后,将转化液后处理,获得所述(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯;所述转化体系b中底物初始浓度为

10~2000mmol/L,含酶湿菌体添加量以湿菌体质量计为10~200g/L,所述含酶湿菌体含水质量为70~90%,辅助底物初始浓度为10~2000mmol/L,所述辅助底物为下列之一:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖或甘油。

7.如权利要求2或5所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述转化反应是在20~45℃下反应

0.1~36h。

8.如权利要求2或5所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述转化液后处理的方法为:反应结束后,将转化液离心,去除菌体细胞,取上清液用等体积乙酸乙酯萃取,取有机层用无水Na2SO4脱水、过滤,滤液即为含(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的粗品,将粗品分离纯化,即得(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯。

9.如权利要求2或5所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述转化体系a或转化体系b均是由蒸馏水、自来水、磷酸盐缓冲液或柠檬酸盐缓冲液形成的pH4.0~9.0单相体系,或者水与有机介质形成的pH4.0~9.0双相体系;所述有机介质为正己烷、正辛烷、异辛烷、正庚烷、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯或乙酸丁酯。

10.如权利要求2或5所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备

(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,其特征在于所述含酶湿菌体按如下方法制备:(1) 斜面培养:将山梨木糖假丝酵母ZJB-12164菌株接种于斜面培养基,于20~37℃下培养12~48小时,获得斜面活化菌种;所述斜面培养基为豆芽汁琼脂培养基,配置方法为:

50~200g新鲜黄豆芽放入烧杯中,加入水,煮沸半个小时,纱布过滤得上清,再加入10~50g葡萄糖,15~20g琼脂,补加水至1L;

(2) 种子培养:将斜面活化菌种接种于种子培养基,在25~35℃、摇床转数100~200r/min条件下培养12~36小时得到种子液;所述种子培养基配方为:葡萄糖5~50g/L,酵母膏

5~40g/L,KH2PO4 0.5~5g/L,NaCl 0.5~5g/L,溶剂为水,初始pH为5.0~8.0;

(3)发酵培养:将种子液按照体积比1~5%接入发酵培养基,在25~35℃、摇床转数

100~200r/min条件下培养12~48小时,将培养液离心、洗涤,收集含酶湿菌体,冷藏备用;

所述发酵培养基配方为:葡萄糖5~50g/L,酵母提取粉5~100g/L,KH2PO4 0.5~5g/L,NaCl

0.5~5g/L,CuCl2 0.01~0.1g/L,溶剂为水,初始pH为5.0~8.0。

说明书 :

山梨木糖假丝酵母及其在制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯

中的应用

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及一种新的菌株——山梨木糖假丝酵母ZJB-12164(Candida sorboxylosa ZJB-12164),及其在生物催化4-氯乙酰乙酸乙酯合成(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用。(二)背景技术
[0002] (S)-4-氯-3- 羟 基 丁 酸 乙 酯 (Ethyl (S)-4-chloro-3-hydroxybutanoate, (S)-CHBE) 是一种无色透明油状液体,分子式为C6H11ClO3,分子量166.6,相对密度1.19g/mL,沸点93-95℃/5mmHg,(S)-CHBE结构如式(Ⅰ)所示。(S)-CHBE作为重要的手性药物中间体,可用于合成他汀类药物—羟甲基戊二酰CoA(HMG-CoA)还原酶抑制剂,其制剂立普妥(阿托伐他汀钙)是美国第一个年销量超过一百亿美元的药物,目前也是全球最高销量的药物。另外,(S)-CHBE还可以转化生成1,4-二氢吡啶类β-阻滞剂。因此,制备光学活性(S)-CHBE备受研究者的关注。
[0003]
[0004] (S)-CHBE的制备方法可以分为外消旋体拆分法和不对称催化合成法。由于外消旋体拆分的方法制备效率不高,理论收率仅为50%,且产物的分离纯化困难,因此,对于外消旋体的手性拆分制备(S)- CHBE意义不大。与拆分法相比较而言,采用不对称合成(S)-CHBE受到了更多的关注。以潜手性底物4-氯乙酰乙酸乙酯(Ethyl4-chloroacetoacetate, COBE)为原料,在一定条件下使其反应生成(S)-CHBE过量,甚至全部为单一的对映体,从而避免和减少拆分过程。由于底物COBE价格便宜,很容易合成,因此不对称合成法是最经济有效的合成(S)-CHBE方法。
[0005] 以COBE为原料不对称合成制备(S)-CHBE,可分为化学催化法和生物催化法两类。化学催化法是采用手性的钌化合物(例如RuX2[(S)-BINAP])作为催化剂不对称加氢还原,产物的e.e.值可达97%以上,但这种方法需要高压加氢,对反应器要求较高,而且所用催化剂价格昂贵,因此生产成本较高;而采用的生物催化剂既可以是提纯的酶,也可以是微生物细胞。由于生物还原需要价格昂贵的辅酶参与,因此,通常采用具备辅酶再生系统的微生物全细胞作为催化剂。微生物法羰基不对称还原制备(S)-CHBE具有反应条件温和,产物单一,立体选择性高等优点,代表着绿色化学的发展方向。
(三)发明内容
[0006] 本发明目的是提供一种新菌株—山梨木糖假丝酵母ZJB-12164(Candida sorboxylosa ZJB-12164),及其在羰基不对称还原制备(S)-CHBE中的应用,该菌株稳定性好,立体选择性严格,产物光学纯度高。
[0007] 本发明采用的技术方案是:
[0008] 本发明涉及一种山梨木糖假丝酵母ZJB-12164(Candida sorboxylosa ZJB-12164),保藏于中国典型培养物保藏中心,保藏地址:中国,武汉,武汉大学,邮编430072,保藏编号CCTCC No:M 2012420,保藏日期2012年10月22日。
[0009] 本发明所述的山梨木糖假丝酵母ZJB-12164是通过以下程序筛选得到的:
[0010] (1)将来自于浙江、四川、云南和江苏等地200余份土壤样品加入到生理盐水中,制成土壤悬液并接种于富集培养基中,在30℃,150r/min的摇床上培养直至培养液变浑浊后,按2%(v/v)接种量转接到新的富集培养基中继续培养,培养条件同上。富集培养基配方为:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,COBE 12g/L,溶剂为水,自然pH。
[0011] (2)第二次富集培养液经稀释后涂布到平板培养基上,30℃培养箱恒温培养48小时,挑取单菌落转接至斜面培养后保藏,斜面培养条件为30℃培养箱恒温培养48小时。平板培养基及斜面培养基配方为:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,琼脂20g/L,溶剂为水,自然pH。
[0012] (3)从斜面转接至摇瓶菌体培养基中,30℃培养24小时,收集菌体,用0.85%生理盐水洗涤2次,离心收集菌体,所得菌体与底物COBE 100μL分散于10mL磷酸钾缓冲液中(0.1mol/L,pH 7.0),加入0.2g的葡萄糖作为共底物,在30℃,150r/min水浴下反应24小时,反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液通过乙酸乙酯萃取、无水Na2SO4脱水、过滤,采用气相色谱检测分析,能将底物COBE转化生成 (S)-CHBE的菌株为目的菌株,最终从中选择出一株立体选择性最高的菌株(编号为ZJB-12164,即CCTCC No:M2012420)做后续的菌种鉴定及转化。所述菌体培养基配方为:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,溶剂为水, pH 7.0。
[0013] 本发明所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164菌株的鉴定:
[0014] (1) 菌株形态特征和生理生化特征:
[0015] 形态特征:于30℃在豆芽汁琼脂培养基平板培养24小时,菌落呈卵圆形,光滑湿润,边缘整齐,有酒香味,乳白色,大小约为2~5×4~10μm。
[0016] 生理生化特性:利用Biolog(GEN III)自动微生物鉴定系统测定菌株ZJB-12164对65种碳源的代谢情况,经Biolog读数仪分析代谢指纹,菌株ZJB-12164可较强利用4种碳源,对其他61种碳源利用能力较弱或不能利用,详见表1所示。
[0017] (2) 菌株18S rDNA序列测定和分析:
[0018] 以提取到的菌株细胞总DNA为模板,利用设计的引物扩增菌株的18S rDNA并测序,该片段实际长度为1470bp,与GenBank相关数据进行相似性分析发现,该菌与Candida sorboxylosa(AB054672.1)同源性最高(homology, 99%/1470bps, based on 18S rDNA),因此根据分子生物学鉴定结合生理生化鉴定,可确定该菌株为Candida sorboxylosa,命名为山梨木糖假丝酵母ZJB-12164(Candida sorboxylosa ZJB-12164)。序列如SEQ ID NO.1所示:
[0019] 1 cctgcatgtc caagttagaa actgcgaatg gctcattaga tcagttatca tctccttgac[0020] 61 tcattacatg gataaccgtg gaaaatccag agctaataca cgccgtgcac atattaggtt[0021] 121 ccgactctga gtatttagcg aaccgtacgc tgggtcattc gagcatctgc cctatcaact[0022] 181 agacggtagg atctttgcct acggtggtgg tgacgggtaa cggggaataa gggttcggtt[0023] 241 ccggagaggg agcctgagag acggctacca catccaagga aggcagcagg cgcgcaaatt[0024] 301 gcacactggg aacgccccga tgcactagca ggcgtaccga tgcgtttacg caatcggata[0025] 361 aacacgcgta caggcccgaa tgtagcagtg gagggcaagt ctggtgccag cagccgcggt[0026] 421 aactccagct ccactagcgt atgttaaagt tgtagcagtt aaaacgctcg tagcgggggg[0027] 481 agcgcttata gctattactt tgagaaaatt agagtgttca aagcaggcct tgtgctcgga[0028] 541 tacgttagca tggaataatg gaacacgacg gcgtccatgg acgttgtaat gaccaagagg[0029] 601 ggcggaagag gcggtgcgta ttgggcggct aggggtgaaa tccgacgacc cgcccacgac[0030] 661 gagcgagtgc gaaggcacgc tgcagagacg tgcccgttcg tcaagaacga aagctaggga[0031] 721 atcgaaaatg atcagatacc attgtagtct tagccgtaaa cgatgtggag acacggggtg[0032] 781 cgattgtgct tcgtgggggg aaacttagtt cgttctgggg ggagtatgct cacaagggtg[0033] 841 aaacttaaag aaattggcgg aagactacct taagcaatgg gactgcggct taatttgact[0034] 901 caacacgggg aaactcacca ggtccagacg taataaggat tgaccagctg gagacttttc[0035] 961 ttgatcttac gggtggtggt gcatggccgt ttttcagtcc ttggagtgat ttgtctgctt[0036] 1021 aattgcgata acggacgaga ccttggcctc taactaggag agcgtatttg tacgcggact[0037] 1081 gcttagaggg acgacagacg ctaagtttgt ggaggcgcga ggcaacaaca ggtctgtgat[0038] 1141 gcccttagac gttctgggcc gcacgcgcgc tacactgacg gggggagcga gggccgggct[0039] 1201 gagaagccag ggcaatcagg aaaccgcgtc gtgctgggaa tagcggattg gaattgtttc[0040] 1261 ccttgaacgt ggaattgctt gtaagcgcag gtcatcagcc tgcgttgaat acgacccttg[0041] 1321 tctttgtaca caccgcccgt tgctactacc gattgaatgg cttagtgaga ggtcgggagg[0042] 1381 ccggcggagg gaactccgcg gggcgaactt gttctaactt ggctatttag agctcgtaaa[0043] 1441 agtcgtaaca aggtttccgt aggtgaacct
[0044] 本发明还涉及所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用,所述的应用为:以山梨木糖假丝酵母ZJB-12164发酵培养获得的含酶湿菌体为催化剂,以4-氯乙酰乙酸乙酯为底物,于pH4.0~9.0水或缓冲溶液构成的转化体系a中,在20~ 45℃下进行转化反应,反应完全后,将转化液后处理,获得所述(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯。
[0045] 所述山梨木糖假丝酵母 ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用的化学反应式为:
[0046]
[0047] 进一步,所述转化体系a中底物初始浓度为10~2000mmol/L,优选50~1500 mmol/L。
[0048] 进一步,转化体系a中含酶湿菌体添加量以湿菌体质量计为10~200g/L,优选50~100 g/L,所述含酶湿菌体含水质量为70~90%。
[0049] 进一步,实现辅酶的再生循环,所述转化体系a中还包括辅助底物,由辅助底物、底物、催化剂与pH4.0~9.0的水或缓冲液构成转化体系b,所述辅助底物为下列之一:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖或甘油,优选葡萄糖或果糖。
[0050] 更进一步,所述山梨木糖假丝酵母ZJB-12164在生物催化制备(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯中的应用为:以山梨木糖假丝酵母ZJB-12164发酵培养获得的含酶湿菌体为催化剂,以4-氯乙酰乙酸乙酯为底物,加入辅助底物,于pH4.0~9.0水或缓冲溶液构成的转化体系b中,在20~ 45℃下进行转化反应,反应完全后,将转化液后处理,获得所述(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯;所述转化体系b中底物初始浓度为10~2000mmol/L(优选50~1500 mmol/L),含酶湿菌体添加量以湿菌体质量计为10~200g/L(优选50~100 g/L),所述含酶湿菌含水量为70~90%,辅助底物初始浓度为10~2000mmol/L,所述辅助底物为下列之一:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖或甘油,优选为葡萄糖或果糖。
[0051] 进一步,所述转化反应是在20~45℃下反应0.1~36h,优选30~35℃反应1~12h。
[0052] 进一步,所述转化液后处理的方法为:反应结束后,将转化液离心,去除菌体细胞,取上清液用等体积乙酸乙酯萃取,取有机层用无水Na2SO4脱水、过滤,滤液即为含(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯的粗品,将粗品分离纯化,即得(S)-4-氯-3-羟基丁酸乙酯。所述粗品分离纯化采用本领域公知的技术进行,通常为旋转蒸发和减压蒸馏等。
[0053] 进一步,所述转化体系a或转化体系b均是由蒸馏水、自来水、磷酸盐缓冲液或柠檬酸盐缓冲液形成的pH4.0~9.0单相体系,或者水与有机介质形成的pH4.0~9.0双相体系;所述有机介质为正己烷、正辛烷、异辛烷、正庚烷、二甲苯、环己烷、乙酸乙酯或乙酸丁酯,优选为乙酸丁酯。
[0054] 进一步,所述含酶湿菌体按如下方法制备:
[0055] (1) 斜面培养:将山梨木糖假丝酵母 ZJB-12164菌株接种于斜面培养基,于20~37℃下培养12~48小时,获得斜面活化菌种;所述斜面培养基为豆芽汁琼脂培养基,配置方法为:50~200g新鲜黄豆芽放入烧杯中,加入适量水,煮沸半个小时,纱布过滤得上清,再加入10~50g葡萄糖,15~20g琼脂,补加水至1L;
[0056] (2) 种子培养:将斜面活化菌种接种于种子培养基,在25~35℃、摇床转数100~200r/min条件下培养12~36小时得到种子液;所述种子培养基配方为:葡萄糖5~50g/L,酵母膏5~40g/L,KH2PO4 0.5~5g/L,NaCl 0.5~5g/L,溶剂为水,初始pH为5.0~8.0;
[0057] (3) 发酵培养:将种子液按照体积比1~5%接入发酵培养基,在25~35℃、摇床转数100~200r/min条件下培养12~48小时,将培养液离心、洗涤,收集含酶湿菌体,冷藏备用;所述发酵培养基配方为:葡萄糖5~50g/L,酵母提取粉5~100g/L,KH2PO4 0.5~5g/L,NaCl0.5~5g/L,CuCl2 0.01~0.1g/L,溶剂为水,初始pH为5.0~8.0。
[0058] 本发明中产物(S)-CHBE摩尔转化率和光学纯度(对映体过量值(e.e.%))采用气相色谱测定,方法如下:
[0059] 反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后用岛津GC-14气相色谱仪分析。非手性 GC分析条件:HP-5弱极性色谱柱(30m×0.32mm×0.25μm),柱温120℃,保留2.5min,以50℃/min程序升温至165℃,保持1.2min。载气为氮气,流量1.0mL/min,进样量1μL,分流比50:1,检测器温度为250℃,进样口温度为230℃;非手性色谱柱可以检测底物COBE和产物CHBE的含量,进一步计算反应的摩尔转化率。手性 GC分析条件: BGB-174手性毛细管气相色谱柱(30m×0.25mm×0.25μm),柱温110℃,以0.5℃/min程序升温至125℃,载气为氦气,流量为1.0mL/min,进样量1μL,分流比40:1,检测及进样口温度均为220℃;手性色谱柱可以检测(S)-CHBE和(R)-CHBE的含量,进一步计算产物的光学纯度(对映体过量值,e.e.%)。
[0060] 本发明所述转化体系a和转化体系b均为转化体系,为便于区分不同步骤中转化体系构成元素不同而命名,字母本身没有含义。
[0061] 本发明的有益效果主要体现在:本发明提供了一种Candida sorboxylosa ZJB-12164新菌株及这种Candida sorboxylosa ZJB-12164菌株在生物转化合成(S)-CHBE中的应用,该合成反应条件温和,环境友好,流程简单,转化率高,产物光学纯度高(e.e.>99%)。
(四)具体实施方式
[0062] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
[0063] 实施例1:微生物的筛选、鉴定
[0064] (1) 微生物的筛选
[0065] 菌种富集培养基配方:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,COBE 12g/L,溶剂为水,自然pH。
[0066] 平板培养基和斜面培养基配方均为:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,琼脂20g/L,溶剂为水,自然pH。
[0067] 发酵产酶培养基配方:葡萄糖50g/L,黄豆芽100g/L,溶剂为水,pH 7.0。
[0068] 从来自浙江、四川、云南和江苏等地的菜园、果园植物丛采集土样,共200余份用以菌种筛选。具体过程如下:
[0069] 取少许土样加入到生理盐水中,制成土壤悬液,于菌种富集培养基中150r/min,30℃的摇床上经过两次富集培养,经过稀释涂布,选取单菌落转接至试管斜面并编号于
30℃生化培养箱中培养培养48小时。再从斜面转接至摇瓶发酵产酶培养基中,30℃培养24小时,收集菌体,用0.85%生理盐水洗涤2次,离心收集菌体,所得菌体与底物COBE
100μL分散于10mL磷酸钾缓冲液中(0.1mol/L,pH 7.0),加入0.2g的葡萄糖作为共底物,在30℃,150r/min水浴下反应24小时,反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液通过乙酸乙酯萃取、无水Na2SO4脱水、过滤,采用气相色谱检测分析,能将底物COBE转化生成 (S)-CHBE的菌株为目的菌株,最终从中选择出一株立体选择性最高的菌株(编号为ZJB-12164,即CCTCC No:M 2012420)做后续的菌种鉴定及转化。
[0070] (2) 微生物菌株编号为“ZJB-12164”菌株的生理生化鉴定
[0071] 菌株形态特征:于30℃在豆芽汁琼脂培养基平板培养24小时,菌落呈卵圆形,光滑湿润,边缘整齐,有酒香味,乳白色,大小约为2~5×4~10μm。
[0072] 生理生化特性:利用Biolog自动微生物鉴定系统考察菌株ZJB-12164对65种不同碳源的代谢情况:将菌株接种于平板培养基,28℃恒温培养2天,用无菌棉签将平板上的菌体洗下,与接种液(无菌水)混合,制成菌悬液,用浊度计调整至47%T。用8孔电动加液器将菌悬液分别加在Biolog YT微孔鉴定板的各孔中,每孔100μL。将微孔鉴定板放在28℃培养箱中,分别在培养24h、48h和72h后将其置于Biolog读数仪上读取结果。经Biolog读数仪分析代谢指纹,菌株可较强利用4种碳源,对其他61种碳源不能利用或利用能力较弱,详见表1所示。
[0073] 表1 菌株ZJB-12164对Biolog GEN III板上65种碳源的利用能力
[0074]
[0075] 注: +,阳性; −,阴性; B,边界线
[0076] (3) 18S rDNA全序列测定与分析
[0077] 以提取到的菌株细胞总DNA为模板,利用设计的引物扩增该菌株的18S rDNA并测序,实际长度为1470bp,与GenBank相关数据进行相似性分析发现,该菌与Candida sorboxylosa(AB054672.1)同源性最高(homology, 99%/1470bps, based on 18S rDNA),因此根据分子生物学鉴定结合生理生化鉴定,可确定该菌株为Candida sorboxylosa。
[0078] 经过上述鉴定,将本发明“ZJB-12164”菌株命名为山梨木糖假丝酵母ZJB-12164( Candida sorboxylosa ZJB-12164)。
[0079] 实施例2 Candida sorboxylosa ZJB-12164的发酵培养
[0080] (1) 斜面培养:将Candida sorboxylosa ZJB-12164接种于斜面培养基,于30℃下培养24小时,获得斜面菌体。斜面培养基为豆芽汁琼脂培养基(新鲜黄豆芽100g/L,葡萄糖20g/L,琼脂20g/L),自然pH。
[0081] (2) 种子培养:用接种环从斜面菌体挑取一环菌体接种于种子培养基,30℃,150r/min条件下培养24小时,获得种子液。种子培养基的配方为:葡萄糖20g/L,酵母膏
20g/L,KH2PO4 2.5g/L,NaCl 1g/L,溶剂为水,初始pH为6.0。
[0082] (3) 发酵培养:将培养好的种子液按照2%的体积比接种到发酵培养基中,在28℃、摇床转数150r/min条件下培养24小时,获得含菌细胞发酵液。将获得的含菌细胞发酵液离心,弃去上清液,沉淀用生理盐水洗涤两次后,离心收集沉淀,获得湿菌体,湿菌体的产量为58g/L,含水量80%。发酵培养基的配方为:葡萄糖10g/L,酵母提取粉20g/L,K2HPO4
1.0g/L,NaCl 1g/L,CuCl2 0.05g/L,溶剂为水,初始pH为6.0。
[0083] 实施例3 Candida sorboxylosa ZJB-12164的发酵培养
[0084] (1) 斜面培养:同实施例2。
[0085] (2) 种子培养:同实施例2。
[0086] (3) 发酵培养:将培养好的种子液按照2%的体积比接种到菌体培养基中,在30℃、摇床转数150r/min条件下培养24小时,获得含菌细胞发酵液。将获得的含菌细胞发酵液离心,弃去上清液,沉淀用生理盐水洗涤两次后,离心收集沉淀,获得湿菌体,湿菌体的产量为75g/L,含水量80%。菌体培养基的配方为:葡萄糖20g/L,酵母提取粉50g/L,K2HPO4
2.5g/L,NaCl 1g/L,CuCl2 0.02g/L,溶剂为水,初始pH为5.0。
[0087] 实施例4 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0088] 湿菌体的制备同实施例2。在转化瓶中加入100mL磷酸钠缓冲液(pH7.0,0.1M),其中含有湿菌体5g,底物COBE 5mmol,在35℃恒温水浴搅拌反应4小时。反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为65%。
[0089] 实施例5 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0090] 湿菌体的制备同实施例2。在转化瓶中加入100mL柠檬酸钠缓冲液(pH6.0,0.1M),其中含有湿菌体5g,底物COBE 5mmol,辅助底物葡萄糖为5mmol,在35℃恒温水浴搅拌反应1小时。反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为
93%。
[0091] 实施例6 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0092] 湿菌体的制备同实施例3。在转化瓶中加入100mL磷酸钠缓冲液(pH7.0,0.1M),其中含有湿菌体10g,底物COBE 10mmol,辅助底物葡萄糖为10mmol,在35℃恒温水浴搅拌反应2小时。反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为94%。
[0093] 实施例7 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0094] 湿菌体的制备同实施例3。在转化瓶中加入100mL磷酸钠缓冲液(pH7.5,0.1M),其中含有湿菌体10g,底物COBE 100mmol,辅助底物葡萄糖为100mmol,在30℃恒温水浴搅拌反应12小时。反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为89%。
[0095] 实施例8 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0096] 湿菌体的制备同实施例3。在转化瓶中加入100mL磷酸钠缓冲液(pH7.5,0.1M),其中含有湿菌体10g,底物COBE 100mmol,辅助底物果糖为200mmol,在35℃恒温水浴搅拌反应12小时。反应结束后,转化液经离心分离去除菌体细胞,上清液用等体积乙酸乙酯萃取,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为93%。
[0097] 实施例9 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE
[0098] 湿菌体的制备同实施例3。在转化瓶中加入50mL磷酸钠缓冲液(pH7.5,0.1M)和50mL乙酸丁酯,其中含有湿菌体20g,底物COBE 200mmol,辅助底物葡萄糖为300mmol,在
35℃恒温水浴搅拌反应8小时。反应结束后,转化液在8000rpm离心5分钟,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度>99%,转化率为85%。
[0099] 实施例10 Candida sorboxylosa ZJB-12164生物催化制备(S)-CHBE[0100] 湿菌体的制备同实施例3。在转化瓶中加入60mL磷酸钠缓冲液(pH8.0,0.1M)和40mL乙酸丁酯,其中含有湿菌体20g,底物COBE 300mmol,辅助底物葡萄糖为300mmol,在
35℃恒温水浴搅拌反应4小时后,补加湿菌体20g,继续反应4小时。反应结束后,转化液在
8000rpm离心5分钟,有机层用无水Na2SO4脱水、过滤后气相色谱分析。产物(S)-CHBE光学纯度 99%,转化率为92%。