RU2307159C1 - BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE - Google Patents
BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE Download PDFInfo
- Publication number
- RU2307159C1 RU2307159C1 RU2006115627/13A RU2006115627A RU2307159C1 RU 2307159 C1 RU2307159 C1 RU 2307159C1 RU 2006115627/13 A RU2006115627/13 A RU 2006115627/13A RU 2006115627 A RU2006115627 A RU 2006115627A RU 2307159 C1 RU2307159 C1 RU 2307159C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- poly
- oxybutyrate
- strain
- copolymer
- oxyvalerate
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области биотехнологии и представляет собой новый штамм Azotobacter chroococcum, используемый для получения термопластичного, биодеградабельного и биосовместимого полимера поли-3-оксибутирата (ПОБ) и сополимера 3-оксибутирата с 3-оксивалератом (ПОБВ), которые могут найти применение в медицине - биоразлагаемые и биосовместимые хирургические нити, пластины, пленки для покрытия ран, матрицы для лекарств пролонгированного действия с регулируемым сроком высвобождения и др.; в промышленности - включение биополимера в другие полимеры, не являющиеся биодеградабельными, упаковки и материалы одноразового пользования; а также в сельском хозяйстве - системы медленного высвобождения удобрений и агрохимикатов.The invention relates to the field of biotechnology and is a new strain of Azotobacter chroococcum used to produce a thermoplastic, biodegradable and biocompatible polymer of poly-3-hydroxybutyrate (PHB) and a copolymer of 3-hydroxybutyrate with 3-hydroxyvalerate (WSP), which can be used in medicine - biodegradable and biocompatible surgical threads, plates, films for covering wounds, matrices for drugs of prolonged action with an adjustable release time, etc .; in industry, the inclusion of a biopolymer in other non-biodegradable polymers, packaging and disposable materials; and also in agriculture - systems for the slow release of fertilizers and agrochemicals.
Известны продуценты полигидроксиалканоатов (ПОА), принадлежащие к различным родам бактерий Azotobacter, Alkaligenes, Methylobacterium (Патент РФ № 2051967, кл. С12Р 1/04, 1992 г., Патент РФ № 2123048, кл. С12Р 7/62, 1993 г.). Они обладают высокотехнологическими показателями, такими как высокое содержание ПОБ и ПОБВ в клетках, выход биомассы, скорость синтеза биомассы и накопления биополимера. Однако они растут преимущественно на газообразных источниках углерода, большинство штаммов получены генетическим путем, что может приводить к потере способности синтезировать целевой продукт, максимальный выход полимера составляет обычно 65-75%.Known producers of polyhydroxyalkanoates (POA) belonging to various bacterial genera Azotobacter, Alkaligenes, Methylobacterium (RF Patent No. 2051967, CL 12/04, 1992, RF Patent No. 2123048, CL 12/7/62, 1993) . They have high-tech indicators, such as high content of PHB and WSP in cells, biomass yield, biomass synthesis rate and biopolymer accumulation. However, they grow mainly on gaseous carbon sources, most strains are obtained by genetic means, which can lead to a loss of ability to synthesize the target product, the maximum polymer yield is usually 65-75%.
В качестве прототипа выбран штамм Azotobacter chroococcum 7Б - продуцент ПОБ, способный использовать в качестве источника углерода углеводы. Выход целевого продукта - 70-90% (Патент РФ № 2194759, кл. С12Р 7/62, С12N 1/20, 2001 г.).As a prototype of the selected strain Azotobacter chroococcum 7B - producer of PHB that can use carbohydrates as a carbon source. The yield of the target product is 70-90% (RF Patent No. 2194759, class C12P 7/62, C12N 1/20, 2001).
Задачей изобретения является получение нового устойчивого штамма бактерий, способного с высоким выходом синтезировать ПОБ, а также ПОБВ, что позволяет получать биополимеры с разными физико-химическими свойствами и тем самым расширяет сферу их применения в различных областях.The objective of the invention is to obtain a new stable strain of bacteria capable of high-yield synthesis of PHB, as well as PHBV, which allows to obtain biopolymers with different physicochemical properties and thereby expands the scope of their application in various fields.
Данная задача решается новым штаммом Azotobacter chroococcum 12А, который является сверхпродуцентом ПОБ, а также ПОБВ. Штамм хранится в коллекции Института им.А.Н.Баха РАН. Штамм выделен из дерново-подзолистой почвы Московской области.This problem is solved by a new strain of Azotobacter chroococcum 12A, which is a superproducer of PHB, as well as WSP. The strain is stored in the collection of the A.N. Bach Institute of the Russian Academy of Sciences. The strain isolated from sod-podzolic soil of the Moscow region.
Штамм имеет следующую характеристику:The strain has the following characteristics:
Культурально-морфологические признакиCultural and morphological features
Крупные клетки овальной формы, грамотрицательные, размером 2,0-2,5×3,5-5,0 мкм с мелкозернистой цитоплазмой и компактным нуклеоидом. Молодые клетки имеют перитрихиальные жгутики, а также фимбрии, способны к движению. С возрастом культура становится полиморфной, клетки соединяются в цепочки, образуют нитчатые формы и сарциноподобные пакеты. В цитоплазме клеток появляется зернистость, связанная с накоплением гранул резервного соединения поли-3-оксибутирата. Стадия покоя характеризуется образованием цист и слизистых капсул. Колонии на агаризованной среде Эшби - полупрозрачные, беловатые, слизисто-морщинистые, со временем приобретают коричнево-черный цвет.Large oval-shaped cells, gram-negative, 2.0-2.5 × 3.5-5.0 μm in size with a fine-grained cytoplasm and compact nucleoid. Young cells have peritrichous flagella, as well as fimbriae, capable of movement. With age, the culture becomes polymorphic, the cells join together in chains, form filamentous forms and sarcin-like packets. Granularity appears in the cell cytoplasm associated with the accumulation of granules of the reserve compound of poly-3-hydroxybutyrate. The resting stage is characterized by the formation of cysts and mucous capsules. The colonies on Ashby's agar medium are translucent, whitish, mucosa-wrinkled, and eventually become brown-black.
Физиолого-биохимические признаки.Physiological and biochemical characteristics.
Отношение к источникам углерода - использует глюкозу, сахарозу, фруктозу, галактозу, мальтозу, маннит, крахмал, метанол, этанол, уксусную, лимонную, пропионовую и валериановую кислоты.Relation to carbon sources - uses glucose, sucrose, fructose, galactose, maltose, mannitol, starch, methanol, ethanol, acetic, citric, propionic and valerianic acids.
Облигатный аэроб.Obligate aerob.
Отношение к источникам азота - фиксирует атмосферный азот, использует нитратный азот.Attitude to nitrogen sources - fixes atmospheric nitrogen, uses nitrate nitrogen.
Желатину не разжижает, нитраты не восстанавливает.It does not dilute gelatin, it does not restore nitrates.
Растет при температуре от +10 до +40°С, оптимум роста в диапазоне 28-32°С.It grows at a temperature of +10 to + 40 ° C, the optimum growth in the range of 28-32 ° C.
Диапазон рН, при котором возможен рост от 5,0 до 8,6 с оптимумом, 7,2-7,6.The pH range at which growth is possible from 5.0 to 8.6 with an optimum of 7.2-7.6.
Штамм продуцирует до 90% ПОБ и ПОБВ.The strain produces up to 90% of PHB and WSP.
Оптимум биосинтеза ПОБ при 30°С и рН 7,2.The optimum biosynthesis of PHB at 30 ° C and a pH of 7.2.
Для получения ПОБ штамм Azotobacter chroococcum 12А выращивают в аэробных условиях на питательной среде, содержащей углеводы в качестве источника углерода и минеральные соли. А для получения ПОБВ к основному источнику углерода - углеводам добавляют дополнительный источник углерода - соль органической кислоты. Через двое суток выход биомассы составляет 2-12 г/л (сух.в.), а содержание ПОБ или ПОБВ - 30-95%.To obtain PHB, the Azotobacter chroococcum 12A strain is grown under aerobic conditions on a nutrient medium containing carbohydrates as a carbon source and mineral salts. And to obtain a WSP, an additional carbon source, an organic acid salt, is added to the main source of carbon - carbohydrates. After two days, the biomass yield is 2-12 g / l (dry water), and the content of PHB or WSP is 30-95%.
Изобретение поясняется примерами.The invention is illustrated by examples.
Пример 1Example 1
Штамм Azotobacter chroococcum 12А поддерживают на питательной среде Эшби, содержащей (г/л: К2НРО4 - 0,2; MgSO4 - 0,2; NaCl - 0,2; Na2MoO4·2H2О - 0,006; СаСО3 - 5,0; сахароза - 20; агар - 20). Культивирование осуществляют в колбах на качалке (180 об/мин) при температуре 28-30°С в течение 48 часов. Состав питательной среды (г/л): MgSO4·7Н2О - 0,4; FeSO4·7H2О - 0,01; Na2MoO4·2H2О - 0,006; цитрат Na - 0,5; CaCl2 - 0,1; K2HPO4·3Н2O - 1,05; КН2РО4 - 0,2; сахароза-40. В конце культивирования (48 час) концентрация биомассы составляет 9,7 г сух.в./л, а содержание ПОБ, определенного по методу Brandl (Brandl H., Gross R., Lenz R., Fuller R. Plastics from bacteria and for bacteria: poly(β-hydroxyalkanoates) as natural, biocompatible, and biodegradable polyesters // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol, V.41. P.77-93, 1990), составляет 85%.The strain Azotobacter chroococcum 12A is maintained on Ashby nutrient medium containing (g / L: K 2 NRA 4 - 0.2; MgSO 4 - 0.2; NaCl - 0.2; Na 2 MoO 4 · 2H 2 O - 0.006; CaCO 3 - 5.0; sucrose - 20; agar - 20). Cultivation is carried out in flasks on a rocking chair (180 rpm) at a temperature of 28-30 ° C for 48 hours. The composition of the nutrient medium (g / l): MgSO 4 · 7H 2 O - 0.4; FeSO 4 · 7H 2 O — 0.01; Na 2 MoO 4 · 2H 2 O - 0.006; Na citrate - 0.5; CaCl 2 - 0.1; K 2 HPO 4 · 3H 2 O - 1.05; KN 2 RO 4 - 0.2; sucrose-40. At the end of cultivation (48 hours), the biomass concentration is 9.7 g dry.v. / L, and the PHB content determined by the Brandl method (Brandl H., Gross R., Lenz R., Fuller R. Plastics from bacteria and for bacteria: poly (β-hydroxyalkanoates) as natural, biocompatible, and biodegradable polyesters // Adv. Biochem. Eng. Biotechnol, V.41. P.77-93, 1990), 85%.
Пример 2Example 2
Способ осуществляется по примеру 1, но для получения ПОБВ используют дополнительный источник углерода - валериановую кислоту 1,0 г/л. В конце культивирования (48 час) концентрация биомассы составляет 4 г сух.в./л, а содержание ПОБВ, определенного по методу Brandl, составляет 70%. Молярный процент включения 3-оксивалерата в полимерную цепь - 10%.The method is carried out as in example 1, but to obtain a WSP, an additional carbon source is used - valerianic acid 1.0 g / L. At the end of cultivation (48 hours), the biomass concentration is 4 g dry.v. / L, and the WSP content determined using the Brandl method is 70%. The molar percentage of inclusion of 3-hydroxyvalerate in the polymer chain is 10%.
Пример 3Example 3
Способ осуществляется по примеру 1, но для получения ПОБВ используют дополнительный источник углерода - валериановую кислоту 2,0 г/л. В конце культивирования (48 час) концентрация биомассы составляет 2,5 г сух.в./л, а содержание ПОБВ, определенного по методу Brandl, составляет 62%. Молярный процент включения 3-оксивалерата в полимерную цепь - 18%.The method is carried out as in example 1, but to obtain a WSP, an additional carbon source is used - valerianic acid 2.0 g / L. At the end of cultivation (48 hours), the biomass concentration is 2.5 g dry.v. / L, and the WSP content determined using the Brandl method is 62%. The molar percentage of inclusion of 3-hydroxyvalerate in the polymer chain is 18%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115627/13A RU2307159C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006115627/13A RU2307159C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2307159C1 true RU2307159C1 (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=38954167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006115627/13A RU2307159C1 (en) | 2006-05-06 | 2006-05-06 | BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2307159C1 (en) |
-
2006
- 2006-05-06 RU RU2006115627/13A patent/RU2307159C1/en active IP Right Revival
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6770464B2 (en) | Methods for producing poly(hydroxy) fatty acids in bacteria | |
Freitas et al. | Production of a new exopolysaccharide (EPS) by Pseudomonas oleovorans NRRL B-14682 grown on glycerol | |
US5138029A (en) | Biodegradable or biocompatible copolymer and process for producing same | |
Park et al. | Optimization of carbon dioxide and valeric acid utilization for polyhydroxyalkanoates synthesis by Cupriavidus necator | |
JPH03224492A (en) | Copolymer and its production | |
JP6195296B2 (en) | Process for producing low molecular weight polyhydroxyalkanoic acid | |
WO2009156950A2 (en) | Methods for producing medium chain polyhydroxyalkanoates (pha) using vegetable oils as carbon source | |
Ezhov et al. | Biosynthesis of polyhydroxybutyrate/valerate with different molecular weights during the growth of Methylobacterium extorquens G-10 on a methanol-pentanol mixture | |
RU2439143C1 (en) | Cupriavidus eutrophus VKPM B-10646 BACTERIA STRAIN - PRODUCER OF POLYHYDROXY ALKANOATES AND PRODUCTION METHOD THEREOF | |
RU2307159C1 (en) | BACTERIUM Azotobacter chroococcum 12A STRAIN AS PRODUCER OF POLY-3-OXYBUTYRATE AND COPOLYMER OF POLY-3-OXYBUTYRATE WITH 3-OXYVALERATE | |
JP2014533500A (en) | Method for producing microbial copolyester from sucrose-containing raw material | |
RU2201453C1 (en) | METHOD OF PREPARING POLY-β-HYDROXYBUTYRATE OF REQUIRED MOLECULAR MASS | |
JP7071283B2 (en) | Production method of polyhydroxyalkanoate and microorganisms | |
Scholz et al. | Growth and polymer incorporation of Pseudomonas oleovorans on alkyl esters of heptanoic acid | |
RU2194759C1 (en) | STRAIN AZOTOBACTER CHROOCOCCUM AS PRODUCER OF POLY-β-HYDROXYBUTYRATE | |
JPH01304891A (en) | Production of polyester copolymer | |
CN101553519B (en) | Copolymer comprising 4-hydroxybutyrate unit and lactate unit and its manufacturing method | |
Bhati | Biodegradable plastics production by cyanobacteria | |
Mahitha et al. | Microbial polyhydroxybutyrate production by using cheap raw materials as substrates | |
JPH01222788A (en) | Production of copolyester | |
JP5839854B2 (en) | Microbial culture method | |
JPH0412712B2 (en) | ||
JPH0920857A (en) | Biodegradable polymer composition | |
Lenz et al. | Bacterial synthesis of poly-β-hydroxyalkanoates with functionalized side chains | |
Guliani et al. | Bioplastics from microbial and agricultural biomass |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090507 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110610 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160507 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20170518 |