RU2549690C1 - L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME - Google Patents
L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549690C1 RU2549690C1 RU2013144955/10A RU2013144955A RU2549690C1 RU 2549690 C1 RU2549690 C1 RU 2549690C1 RU 2013144955/10 A RU2013144955/10 A RU 2013144955/10A RU 2013144955 A RU2013144955 A RU 2013144955A RU 2549690 C1 RU2549690 C1 RU 2549690C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lysine
- brevibacterium flavum
- vkpm
- resistant
- strain
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к биотехнологии и касается штаммов Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, продуцирующих L-лизин, а также способа получения L-лизина с помощью ферментационного процесса с использованием бактерий-продуцентов L-лизина, устойчивых к фузидиновой кислоте.The invention relates to biotechnology and relates to strains of Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum producing L-lysine, as well as a method for producing L-lysine using a fermentation process using bacteria-producers of L-lysine resistant to fusidic acid.
L-лизин относится к группе незаменимых аминокислот и является наиболее востребованной кормовой добавкой для животноводства и птицеводства.L-lysine belongs to the group of essential amino acids and is the most popular feed additive for livestock and poultry farming.
Основным способом получения L-лизина является ферментация сахаров с помощью бактерий, таких как Corynebacterium glutamicum (US 3687810, US 3929571), Brevibacterium sp. (US 3687810, US 3929571) и Escherichia coli (RU 2347807). В известных способах получения L-лизина используют, главным образом, различные генетически измененные штаммы бактерий с повышенной продуктивностью по L-лизину, полученные либо с помощью генетической инженерии, либо с помощью традиционных селекционных методов. Одним из подходов к повышению продуктивности штаммов является получение мутантных штаммов, устойчивых к клеточным метаболитам (антибиотикам). The main method for producing L-lysine is the fermentation of sugars using bacteria, such as Corynebacterium glutamicum (US 3687810, US 3929571), Brevibacterium sp. (US 3687810, US 3929571) and Escherichia coli (RU 2347807). In the known methods for producing L-lysine, mainly various genetically modified bacterial strains with increased L-lysine productivity are obtained that are obtained either by genetic engineering or using traditional breeding methods. One approach to increasing the productivity of strains is to obtain mutant strains that are resistant to cell metabolites (antibiotics).
Известны способы получения L-лизина, в которых используются бактерии, устойчивые к антибиотикам рифампицину (US 4623623), стрептомицину (US 3929571, US 4623623), канамицину (US 7736880, US 8361758) или одновременно к нескольким антибиотикам (US 3687810, US 4623623). Эти антибиотики относятся к группам ансамицинов и аминогликозидных антибиотиков, соответственно. О влиянии антибиотиков из других групп на продукцию L-лизина не сообщалось.Known methods for producing L-lysine, which use bacteria that are resistant to rifampicin antibiotics (US 4,623,623), streptomycin (US 3,929,571, US 4,623,623), kanamycin (US 7736880, US 8361758) or simultaneously to several antibiotics (US 3687810, US 4623623) . These antibiotics belong to the groups of ansamycins and aminoglycoside antibiotics, respectively. The effect of antibiotics from other groups on the production of L-lysine was not reported.
Задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала бактерий, обладающих способностью повышать уровень синтеза L-лизина в результате приобретения устойчивости к антибиотику, и разработка способа микробиологического синтеза L-лизина с использованием этих бактерий.The task of the invention is to expand the arsenal of bacteria with the ability to increase the level of synthesis of L-lysine as a result of acquiring antibiotic resistance, and the development of a method of microbiological synthesis of L-lysine using these bacteria.
Задача решена путем:The problem is solved by:
- получения L-лизин-продуцирующего штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11609, устойчивого к фузидиновой кислоте;- obtaining L-lysine-producing strain of Corynebacterium glutamicum VKPM B-11609, resistant to fusidic acid;
- получения L-лизин-продуцирующего штамма Brevibacterium flavum ВКПМ B-11635, устойчивого к фузидиновой кислоте;- obtaining L-lysine-producing strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635, resistant to fusidic acid;
- получения L-лизин-продуцирующего штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404, устойчивого к фузидиновой кислоте;- obtaining L-lysine-producing strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11404, resistant to fusidic acid;
- разработки способа микробиологического синтеза L-лизина путем культивирования в подходящих условиях L-лизин-продуцирующих бактерий Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, устойчивых к фузидиновой кислоте.- development of a method for microbiological synthesis of L-lysine by culturing under suitable conditions L-lysine-producing bacteria Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum resistant to fusidic acid.
Характеристика заявляемых штаммов:The characteristics of the claimed strains:
Штамм Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635Strain Brevibacterium flavum VKPM B-11635
Мутант штамма Brevibacterium flavum 90 ВКПМ В-5593, устойчивый к фузидиновой кислоте и обладающий повышенной продуктивностью по L-лизину, депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) как Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635.A mutant of the strain Brevibacterium flavum 90 VKPM B-5593, resistant to fusidic acid and having increased L-lysine productivity, was deposited in the All-Russian Collection of Industrial Microorganisms (VKPM) as Brevibacterium flavum VKPM B-11635.
Культурально-морфологические признаки:Cultural and morphological signs:
- клетки овальные, размером 1,0-1,5×0,6-0,6-0,8 мкм, неподвижные, грамположительные, спор не образуют;- oval cells with a size of 1.0-1.5 × 0.6-0.6-0.8 μm, motionless, gram-positive, do not form spores;
- через 2-4 суток роста при 30°C на МПА (ГОСТ 29112-91) образует колонии диаметром 2-4 мм, желтовато-кремовые, поверхность гладкая, форма выпуклая, край ровный, структура однородная тестообразная;- after 2-4 days of growth at 30 ° C on MPA (GOST 29112-91) forms colonies with a diameter of 2-4 mm, yellowish-cream, the surface is smooth, the shape is convex, the edge is even, the structure is homogeneous pasty;
- при посеве штрихом через 2-4 суток рост умеренный, край гладкий, поверхность матовая.- when sowing with a stroke after 2-4 days, growth is moderate, the edge is smooth, the surface is dull.
Физиолого-биохимические признаки:Physiological and biochemical signs:
- аэроб;- aerob;
- хорошо растет на глюкозе, сахарозе, мальтозе, фруктозе, маннозе, этаноле, уксусной кислоте, не растет на ксилозе, арабинозе, лактозе, раффинозе;- grows well on glucose, sucrose, maltose, fructose, mannose, ethanol, acetic acid, does not grow on xylose, arabinose, lactose, raffinose;
- усваивает азот в форме солей аммония и мочевины;- assimilates nitrogen in the form of ammonium and urea salts;
- растет при температуре 24-37°C, оптимальная температура 30-32°C;- grows at a temperature of 24-37 ° C, the optimum temperature is 30-32 ° C;
- растет на средах с pH от 6 до 8,5, оптимальное значение pH 6,8-7,2;- grows on media with a pH of 6 to 8.5, the optimum pH is 6.8-7.2;
- при росте в минимальной среде нуждается в биотине, тиамине и L-лейцине;- when growing in a minimal environment, it needs biotin, thiamine and L-leucine;
- устойчив к аналогу лизина S-(2-аминоэтил)-L-цистеину (АЭЦ);- resistant to the lysine analog S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (AEC);
- устойчив к фузидиновой кислоте.- resistant to fusidic acid.
Штамм Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404Strain Brevibacterium flavum VKPM B-11404
Мутант штамма Brevibacterium flavum НФ410, устойчивый к фузидиновой кислоте и обладающий повышенной продуктивностью по L-лизину, депонирован в ВКПМ как Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404.A mutant of the strain Brevibacterium flavum NF410, resistant to fusidic acid and having increased L-lysine productivity, was deposited in VKPM as Brevibacterium flavum VKPM B-11404.
Штамм НФ410 в свою очередь получен с помощью генетических методов из штамма Brevibacterium flavum 90 (ВКПМ В-5593). Штамм НФ410, в отличие от штамма ВКПМ В-5593, не способен использовать ацетат в качестве единственного источника углерода и обладает повышенной активностью аспартаткиназы и диаминопимелатдегидрогеназы.Strain NF410, in turn, was obtained using genetic methods from a strain of Brevibacterium flavum 90 (VKPM B-5593). Strain NF410, unlike VKPM strain B-5593, is not able to use acetate as the sole carbon source and has increased activity of aspartate kinase and diaminopimelate dehydrogenase.
Культурально-морфологические признаки:Cultural and morphological signs:
- клетки овальные, размером 1,0-1,5×0,6-0,6-0,8 мкм, неподвижные, грамположительные, спор не образуют;- oval cells with a size of 1.0-1.5 × 0.6-0.6-0.8 μm, motionless, gram-positive, do not form spores;
- через 2-4 суток роста при 30°C на среде МПА образует колонии диаметром 2-4 мм, желтовато-кремовые, поверхность гладкая, форма выпуклая, край ровный, структура однородная тестообразная;- after 2-4 days of growth at 30 ° C on an MPA medium, it forms colonies with a diameter of 2-4 mm, yellowish-cream, the surface is smooth, the shape is convex, the edge is even, the structure is homogeneous pasty;
- при посеве штрихом через 2-4 суток рост умеренный, край гладкий, поверхность матовая.- when sowing with a stroke after 2-4 days, growth is moderate, the edge is smooth, the surface is dull.
Физиолого-биохимические признаки:Physiological and biochemical signs:
- аэроб;- aerob;
- хорошо растет на глюкозе, сахарозе, мальтозе, фруктозе, маннозе, не растет на ксилозе, арабинозе, лактозе, раффинозе и ацетате;- grows well on glucose, sucrose, maltose, fructose, mannose, does not grow on xylose, arabinose, lactose, raffinose and acetate;
- усваивает азот в форме солей аммония и мочевины;- assimilates nitrogen in the form of ammonium and urea salts;
- растет при температуре 24-37°C, оптимальная температура 30-32°C;- grows at a temperature of 24-37 ° C, the optimum temperature is 30-32 ° C;
- растет на средах с pH от 6 до 8,5, оптимальное значение pH 6,8-7,2;- grows on media with a pH of 6 to 8.5, the optimum pH is 6.8-7.2;
- при росте в минимальной среде нуждается в биотине, тиамине и L-лейцине;- when growing in a minimal environment, it needs biotin, thiamine and L-leucine;
- устойчив к аналогу лизина S-(2-аминоэтил)-L-цистеину (АЭЦ);- resistant to the lysine analog S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (AEC);
- устойчив к фузидиновой кислоте;- resistant to fusidic acid;
- обладает повышенной, по сравнению со штаммом Brevibacterium flavum ВКПМ В-5593, активностью аспартаткиназы и диаминопимелатдегидрогеназы.- has increased, compared with the strain of Brevibacterium flavum VKPM B-5593, the activity of aspartate kinase and diaminopimelate dehydrogenase.
Штамм Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11609Strain Corynebacterium glutamicum VKPM B-11609
Мутант штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11608, устойчивый к фузидиновой кислоте и обладающий повышенной продуктивностью по L-лизину, депонирован в ВКПМ под номером ВКПМ В-11609.A mutant of the strain Corynebacterium glutamicum VKPM B-11608, resistant to fusidic acid and having increased L-lysine productivity, was deposited in VKPM under the number VKPM B-11609.
Штамм Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11608 в свою очередь получен из штамма Corynebacterium glutamicum АТСС 13032 как устойчивый к S-(2-аминоэтил)-цистеину.The strain Corynebacterium glutamicum VKPM B-11608, in turn, was obtained from the strain Corynebacterium glutamicum ATCC 13032 as resistant to S- (2-aminoethyl) -cysteine.
Культурально-морфологические признаки:Cultural and morphological signs:
- клетки овальные, размером 1,0-1,5×0,6-0,6-0,8 мкм, неподвижные, грамположительные, спор не образуют;- oval cells with a size of 1.0-1.5 × 0.6-0.6-0.8 μm, motionless, gram-positive, do not form spores;
- через 1-3 суток роста при 30°C на МПА образует колонии диаметром 2-4 мм, кремовые, поверхность гладкая, форма выпуклая, край ровный, структура однородная тестообразная;- after 1-3 days of growth at 30 ° C on MPA it forms colonies with a diameter of 2-4 mm, cream, the surface is smooth, the shape is convex, the edge is even, the structure is homogeneous pasty;
- при посеве штрихом через 1-2 суток рост умеренный, край гладкий, поверхность матовая.- when sowing with a stroke after 1-2 days, growth is moderate, the edge is smooth, the surface is dull.
Физиолого-биохимические признаки:Physiological and biochemical signs:
- аэроб;- aerob;
- хорошо растет на глюкозе, сахарозе, мальтозе, фруктозе, маннозе и ацетате, не растет на ксилозе, арабинозе, лактозе, раффинозе;- grows well on glucose, sucrose, maltose, fructose, mannose and acetate, does not grow on xylose, arabinose, lactose, raffinose;
- усваивает азот в форме солей аммония и мочевины;- assimilates nitrogen in the form of ammonium and urea salts;
- растет при температуре 24-40°C, оптимальная температура 32-34°C;- grows at a temperature of 24-40 ° C, the optimum temperature is 32-34 ° C;
- растет на средах с pH от 6 до 8,5, оптимальное значение pH 6,8-7,2;- grows on media with a pH of 6 to 8.5, the optimum pH is 6.8-7.2;
- при росте в минимальной среде нуждается в биотине и тиамине;- when growing in a minimal environment, it needs biotin and thiamine;
- устойчив к аналогу лизина S-(2-аминоэтил)-L-цистеину (АЭЦ);- resistant to the lysine analog S- (2-aminoethyl) -L-cysteine (AEC);
- устойчив к фузидиновой кислоте.- resistant to fusidic acid.
Штаммы, устойчивые к фузидиновой кислоте, получают путем высева на агаризованную питательную среду, содержащую фузидиновую кислоту, интактных L-лизин-продуцирующих клеток Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, либо L-лизин-продуцирующих клеток Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, предварительно обработанных любым известным мутагеном (в частности, нитрозогуанидином), с последующим инкубированием при 30°C в течение 72 ч. Среди мутантов, устойчивых к фузидиновой кислоте, штаммы с повышенной продуктивностью по L-лизину составляют не менее 20%.Fusidic acid resistant strains are obtained by plating on an agarized nutrient medium containing fusidic acid, intact L-lysine-producing cells of Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum, or L-lysine-producing cells of Corynebacterium glutamicerum pre-known Brev or Brev (in particular, nitrosoguanidine), followed by incubation at 30 ° C for 72 hours. Among the mutants resistant to fusidic acid, strains with increased L-lysine productivity are at least 20%.
Способ в общем видеThe method in General
Способ микробиологического синтеза L-лизина осуществляют путем культивирования L-лизин-продуцирующего штамма бактерий Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, устойчивого к фузидиновой кислоте. В качестве питательной среды для культивирования используют минеральную среду, включающую фосфаты натрия или калия, соли магния, а при необходимости соли марганца и железа, и содержащую в качестве источника углерода любые сахара, например глюкозу, глюкозные сиропы или сахарозу, в качестве источника азота - аммонийные соли или мочевину, а также необходимые для роста аминокислоты и витамины. В качестве компонентов, ускоряющих рост бактерий, дополнительно добавляют кукурузный экстракт, гидролизаты глютена или сои. Культивирование бактерий проводят при 24-42°C, преимущественно при 30-32°C, и pH среды в интервале 6,0-8,5, преимущественно в интервале 6,8-7,2.The method of microbiological synthesis of L-lysine is carried out by culturing an L-lysine-producing strain of bacteria Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum resistant to fusidic acid. As a nutrient medium for cultivation, a mineral medium is used, including sodium or potassium phosphates, magnesium salts, and, if necessary, manganese and iron salts, and containing any sugars as a carbon source, such as glucose, glucose syrups or sucrose, ammonium as a nitrogen source salts or urea, as well as amino acids and vitamins necessary for growth. As components that accelerate the growth of bacteria, corn extract, gluten or soy hydrolysates are additionally added. The cultivation of bacteria is carried out at 24-42 ° C, mainly at 30-32 ° C, and the pH of the medium in the range of 6.0-8.5, mainly in the range of 6.8-7.2.
Культивирование бактерий осуществляют в пробирках, колбах или специальных реакторах при аэробных условиях.The cultivation of bacteria is carried out in test tubes, flasks or special reactors under aerobic conditions.
Заявляемый способ микробиологического синтеза позволяет выделять синтезированный L-лизин из культуральной жидкости одним из известных способом, включая добавление к культуральной жидкости серной или соляной кислоты, использование ионообменной хроматографии, кристаллизации и т.д.The inventive method of microbiological synthesis allows you to select the synthesized L-lysine from the culture fluid in one of the known ways, including adding sulfuric or hydrochloric acid to the culture fluid, using ion-exchange chromatography, crystallization, etc.
Пример 1. Получение L-лизин-продуцирующего штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635, устойчивого к фузидиновой кислотеExample 1. Obtaining L-lysine-producing strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635 resistant to fusidic acid
Отбор устойчивых к фузидиновой кислоте мутантов L-лизин-продуцирующего штамма бактерий Brevibacterium flavum ВКПМ В-5593 осуществляют путем высева культуры на агаризованную среду LB следующего состава (мас.%): триптон - 1,0, дрожжевой экстракт - 0,5, хлорид натрия - 0,5, вода - остальное, с добавлением биотина до 0,00001%, глюкозы до 0,5% и фузидиновой кислоты до 0,0005%. Культуры штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-5593 предварительно выращивают на качалке (250 об/мин) при 30°C в течение 24 ч в жидкой среде LB с добавлением биотина до 0,00001% и глюкозы до 0,5%.The selection of fusidic acid-resistant mutants of the L-lysine-producing strain of bacteria Brevibacterium flavum VKPM B-5593 is carried out by plating the culture on LB agar medium of the following composition (wt.%): Tryptone - 1.0, yeast extract - 0.5, sodium chloride - 0.5, water - the rest, with the addition of biotin up to 0.00001%, glucose up to 0.5% and fusidic acid up to 0.0005%. Cultures of the strain Brevibacterium flavum VKPM B-5593 were preliminarily grown on a shaker (250 rpm) at 30 ° C for 24 h in LB liquid medium with the addition of biotin up to 0.00001% and glucose up to 0.5%.
Через 3-5 суток инкубирования чашек при 30°C на поверхности агаризованной среды вырастают колонии клонов, устойчивых к фузидиновой кислоте. Уровень биосинтеза L-лизина у отобранных клонов тестируют в чашечном тесте (модифицированный ауксанографический метод) (Методы общей бактериологии в 3-х томах, 1984), который основан на способности штаммов, продуцирующих L-лизин, обеспечивать на агаризованной минимальной среде рост ауксотрофных по L-лизину штаммов, например штамма E. coli ВКПМ В-558. С этой целью биомассу штамма ВКПМ В-558, выращенную предварительно при 37°C на среде LB при перемешивании (240 об/мин) в течение 18 ч, отделяют центрифугированием, дважды промывают 0,9% раствором NaCl, суспендируют в 0,9% растворе NaCl и затем 0,1 мл полученной клеточной суспензии высевают на чашку с минимальной средой следующего состава (мас.%): фосфат калия однозамещенный - 0,1, фосфат калия двузамещенный - 0,6, сульфат магния семиводный - 0,05, хлорид аммония - 0,5, глюкоза - 2,0, биотин - 0,00001, тиамин - 0,00002, L-лейцин - 0,025, агар - 1,5, вода - остальное, pH 7,2-7,4. На эту же чашку зубочисткой переносят клетки мутантных клонов Brevibacterium flavum ВКПМ В5593, выросших на среде, содержащей фузидиновую кислоту (около 25 шт. на чашку). В качестве контроля на чашку зубочисткой переносят клеточный материал исходного штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-5593. Чашки инкубируют при 30°C в течение 2 дней.After 3-5 days of incubation of the dishes at 30 ° C, colonies of clones resistant to fusidic acid grow on the surface of the agar medium. The level of L-lysine biosynthesis in selected clones is tested in a cup test (modified auxanographic method) (General bacteriology methods in 3 volumes, 1984), which is based on the ability of strains producing L-lysine to ensure auxotrophic growth in L on an agarized minimal medium -lysine of strains, for example, E. coli strain VKPM B-558. To this end, the biomass of strain VKPM B-558, previously grown at 37 ° C in LB medium with stirring (240 rpm) for 18 hours, is separated by centrifugation, washed twice with 0.9% NaCl solution, suspended in 0.9% NaCl solution and then 0.1 ml of the resulting cell suspension are plated on a plate with a minimum medium of the following composition (wt.%): monosubstituted potassium phosphate - 0.1, disubstituted potassium phosphate - 0.6, seven-water magnesium sulfate - 0.05, chloride ammonium - 0.5, glucose - 2.0, biotin - 0.00001, thiamine - 0.00002, L-leucine - 0.025, agar - 1.5, water - the rest, pH 7.2-7.4. Cells of the mutant Brevibacterium flavum VKPM B5593 clones grown on medium containing fusidic acid (about 25 pcs per cup) are transferred to the same cup with a toothpick. As a control, the cellular material of the original Brevibacterium flavum VKPM B-5593 strain is transferred to the plate with a toothpick. Plates are incubated at 30 ° C for 2 days.
В результате теста отобран устойчивый к фузидиновой кислоте (5 мкг/мл) мутант штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-5593, вокруг колоний которого в чашечном тесте наблюдали максимальную зону роста штамма E. coli ВКПМ В-558. Полученный мутант депонирован в ВКПМ как Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635.As a result of the test, a fusidic acid resistant (5 μg / ml) mutant of the Brevibacterium flavum VKPM B-5593 strain was selected, around the colonies of which the maximum growth zone of E. coli VKPM B-558 strain was observed in a cup test. The resulting mutant was deposited in VKPM as Brevibacterium flavum VKPM B-11635.
Пример 2. Получение L-лизин-продуцирующего штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404, устойчивого к фузидиновой кислотеExample 2. Obtaining L-lysine-producing strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11404, resistant to fusidic acid
Получение мутантов осуществляют как описано в примере 1, но с использованием в качестве исходного штамма Brevibacterium flavum НФ410.Obtaining mutants is carried out as described in example 1, but using the original strain of Brevibacterium flavum NF410.
Один из мутантов штамма Brevibacterium flavum НФ410, устойчивый к фузидиновой кислоте (5 мкг/мл) и формирующий максимальную зону роста штамма E. coli ВКПМ В-558 при совместном культивировании на минимальной среде в чашечном тесте, депонирован в ВКПМ как штамм Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404.One of the mutants of the strain Brevibacterium flavum NF410, resistant to fusidic acid (5 μg / ml) and forming the maximum growth zone of the strain E. coli VKPM B-558 when co-cultured on minimal medium in a cup test, was deposited in VKPM as a strain of Brevibacterium flavum VKPM B -11404.
Пример 3. Получение L-лизин-продуцирующего штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11609, устойчивого к фузидиновой кислотеExample 3. Obtaining L-lysine-producing strain of Corynebacterium glutamicum VKPM B-11609 resistant to fusidic acid
Получение мутанта осуществляют как описано в примере 1, но с использованием в качестве исходного штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11608, который в свою очередь получен из штамма C. glutamicum АТСС13032 как устойчивый к аналогу лизина S-(2-аминоэтил)-цистеину.The mutant is obtained as described in Example 1, but using VKPM B-11608 VKPM B-11608 as the initial strain of Corynebacterium glutamicum, which in turn was obtained from C. glutamicum ATCC13032 strain as resistant to the lysine analogue S- (2-aminoethyl) -cysteine.
Один из мутантов штамма Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11608, устойчивый к фузидиновой кислоте (5 мкг/мл) и формирующий максимальную зону роста штамма Е. coli ВКПМ В-558 при совместном культивировании на минимальной среде в чашечном тесте, депонирован в ВКПМ как штамм Corynebacterium glutamicum ВКПМ В-11609.One of the mutants of the strain Corynebacterium glutamicum VKPM B-11608, resistant to fusidic acid (5 μg / ml) and forming the maximum growth zone of the E. coli strain VKPM B-558 when co-cultured on minimal medium in a cup test, was deposited in VKPM as a Corynebacterium strain glutamicum VKPM B-11609.
Пример 4. Оценка уровня синтеза L-лизина полученными штаммамиExample 4. Assessment of the level of synthesis of L-lysine obtained strains
Оценку проводят в пробирочных тестах. Для этого 0,3 мл культуры одного из заявляемых штаммов, предварительно выращенной в течение 22 ч с перемешиванием (240 об/мин) при 30°C, вносят в пробирки с 3 мл среды следующего состава (мас.%): глюкоза - 10,0 хлорид аммония - 2,5, фосфат калия однозамещенный - 0,1, сульфат магния семиводный - 0,1, мел - 2,5, биотин - 0,00001, тиамин - 0,00002, с добавлением кислотного гидролизата пшеничного глютена* 50,0 мл/л, вода - остальное. *Гидролизат пшеничного глютена получают путем гидролиза пшеничного глютена серной кислотой согласно известным способам гидролиза различного сырья с целью получения источника ростовых факторов при микробиологическом производстве аминокислот (Биотехнология и биоинженерия, Рига, 1978). Перед внесением в среду гидролизат нейтрализуют концентрированным аммиаком. Пробирки с культурами инкубируют в течение 24 или 48 ч с перемешиванием (250 об/мин) при 30°C и затем в культуральной жидкости определяют уровень накопления L-лизина методом тонкослойной хроматографии. Результаты представлены в таблице.Evaluation is carried out in vitro tests. To do this, 0.3 ml of the culture of one of the claimed strains, previously grown for 22 hours with stirring (240 rpm) at 30 ° C, is introduced into test tubes with 3 ml of medium of the following composition (wt.%): Glucose - 10, 0 ammonium chloride - 2.5, potassium phosphate monosubstituted - 0.1, magnesium sulphate - 0.1, chalk - 2.5, biotin - 0.00001, thiamine - 0.00002, with the addition of wheat gluten acid hydrolyzate * 50 , 0 ml / l, water - the rest. * Wheat gluten hydrolyzate is obtained by hydrolysis of wheat gluten with sulfuric acid according to known methods of hydrolysis of various raw materials in order to obtain a source of growth factors in the microbiological production of amino acids (Biotechnology and Bioengineering, Riga, 1978). Before entering the medium, the hydrolyzate is neutralized with concentrated ammonia. Tubes with cultures are incubated for 24 or 48 hours with stirring (250 rpm) at 30 ° C and then the level of accumulation of L-lysine by thin layer chromatography is determined in the culture fluid. The results are presented in the table.
ВКПМВ-5593 (родительский штамм)Brevibacterium flavum.
VKPMV-5593 (parent strain)
Из результатов, представленных в таблице, следует, что устойчивые к фузидиновой кислоте мутанты L-лизин-продуцирующих штаммов Brevibacterium flavum и Corynebacterium glutamicum обладают повышенным уровнем синтеза L-лизина по сравнению с родительскими штаммами не менее чем на 9%.From the results presented in the table, it follows that fusidic acid-resistant mutants of L-lysine-producing strains of Brevibacterium flavum and Corynebacterium glutamicum have an increased level of L-lysine synthesis compared to the parent strains by at least 9%.
Пример 5. Синтез L-лизина путем культивирования штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635 в ферментереExample 5. Synthesis of L-lysine by culturing a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635 in a fermenter
Синтез L-лизина осуществляют путем культивирования штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635 в ферментере объемом 3 л. Для этого в ферментер, содержащий 0,600 л ферментационной среды, вносят 0,450 л 70% стерильного раствора глюкозы и 0,15 л культуры, предварительно выращенной при 31°C в течение 16 ч. Состав ферментационной среды (мас.%): фосфат калия однозамещенный - 0,90, сульфат магния семиводного - 0,32, сульфат аммония - 5,5, биотин - 0,000045, тиамин - 0,000045, сульфат железа семиводный - 0,0045, сульфат марганца пятиводный - 0,0045, пеногаситель пропинол Б-400 - 0,10, с добавлением кислотного гидролизата пшеничного глютена - 167 мл/л, остальное - вода, pH среды доведен до 7,0 добавлением 16% аммиака. Культивирование в ферментере проводят при 32°C, с перемешиванием (900 об/мин), аэрацией 1,2 л/мин и pH 7,0, который поддерживают добавлением 16% аммиака.The synthesis of L-lysine is carried out by culturing a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635 in a 3 L fermenter. To do this, 0.450 l of a 70% sterile glucose solution and 0.15 l of culture previously grown at 31 ° C for 16 hours are added to a fermenter containing 0.600 l of fermentation medium. The composition of the fermentation medium (wt.%): Potassium phosphate monosubstituted - 0.90, magnesium sulfate of seven-water - 0.32, ammonium sulfate - 5.5, biotin - 0.000045, thiamine - 0.000045, ferrous sulfate - 0.0045, manganese pentahydrate - 0.0045, antifoam propinol B -400 - 0.10, with the addition of wheat gluten acid hydrolyzate - 167 ml / l, the rest is water, the pH of the medium is adjusted to 7.0 by the addition of 16% ammonia. Cultivation in the fermenter is carried out at 32 ° C, with stirring (900 rpm), aeration of 1.2 l / min and a pH of 7.0, which is supported by the addition of 16% ammonia.
Культивирование завершают при полном исчерпании глюкозы в культуральной жидкости. Уровень накопления L-лизина в культуральной жидкости определяют с помощью тонкослойной хроматографии.The cultivation is completed with the complete exhaustion of glucose in the culture fluid. The level of accumulation of L-lysine in the culture fluid is determined using thin layer chromatography.
Через 70 час культивирования концентрация L-лизина в культуральной жидкости составляла 115 г/л.After 70 hours of cultivation, the concentration of L-lysine in the culture fluid was 115 g / L.
Пример 6. Синтез L-лизина путем культивирования штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404 в ферментереExample 6. Synthesis of L-lysine by culturing a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11404 in a fermenter
Синтез L-лизина осуществляют путем культивирования штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404 в ферментере объемом 3 л. Для этого в ферментер, содержащий 0,550 л ферментационной среды, вносят 0,15 л культуры, предварительно выращенной при 31°C в течение 16 ч в посевном ферментере. Состав ферментационной среды (мас.%): фосфат калия однозамещенный - 0,90, сульфат магния семиводный - 0,32, сульфат аммония - 5,50, глюкоза - 2,50, биотин - 0,000045, тиамин - 0,000045, сульфат железа семиводный - 0,0045, сульфат марганца пятиводный - 0,0045, пеногаситель пропинол Б-400 - 0,10, с добавлением кислотного гидролизата пшеничного глютена - 167 мл/л, вода - остальное, pH среды доведен до 7,0 добавлением 16% аммиака. Культивирование в ферментере проводят при 32°C, с перемешиванием (900 об/мин), аэрацией 1,2 л/мин и pH 7,0, который поддерживают добавлением 16% аммиака.The synthesis of L-lysine is carried out by culturing a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11404 in a 3 L fermenter. For this, 0.15 L of culture previously grown at 31 ° C for 16 hours in a seed fermenter is added to a fermenter containing 0.550 L of fermentation medium. The composition of the fermentation medium (wt.%): Potassium phosphate monosubstituted - 0.90, magnesium sulphate - 0.32, ammonium sulfate - 5.50, glucose - 2.50, biotin - 0.000045, thiamine - 0.000045, ferrous sulfate seven-water - 0.0045, manganese five-water sulfate - 0.0045, antifoam propinol B-400 - 0.10, with the addition of wheat gluten acid hydrolyzate - 167 ml / l, water - the rest, the pH of the medium was adjusted to 7.0 by adding 16% ammonia. Cultivation in the fermenter is carried out at 32 ° C, with stirring (900 rpm), aeration of 1.2 l / min and a pH of 7.0, which is supported by the addition of 16% ammonia.
В ходе ферментации остаточную концентрацию глюкозы в культуральной жидкости поддерживают в диапазоне от 5 до 60 г/л добавлением подпитки, содержащей глюкозу и гидролизат пшеничного глютена. Суммарная подача глюкозы (с учетом исходной концентрации) составляет 310 г/л, а гидролизата пшеничного глютена - 45 мл/л.During fermentation, the residual concentration of glucose in the culture fluid is maintained in the range of 5 to 60 g / l by the addition of a feed containing glucose and wheat gluten hydrolyzate. The total supply of glucose (taking into account the initial concentration) is 310 g / l, and the hydrolyzate of wheat gluten is 45 ml / l.
Культивирование завершают при полном исчерпании глюкозы в культуральной жидкости. Уровень накопления L-лизина в культуральной жидкости определяют с помощью тонкослойной хроматографии.The cultivation is completed with the complete exhaustion of glucose in the culture fluid. The level of accumulation of L-lysine in the culture fluid is determined using thin layer chromatography.
Через 70 час культивирования концентрация L-лизина в культуральной жидкости составляла 150 г/л.After 70 hours of cultivation, the concentration of L-lysine in the culture fluid was 150 g / L.
Пример 7. Получение L-лизин моногидрохлорида из культуральной жидкости штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635 или штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404Example 7. Obtaining L-lysine monohydrochloride from the culture fluid of a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635 or a strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11404
К 1 л содержащей L-лизин культуральной жидкости, полученной как описано в примерах 5 или 6, добавляют концентрированную серную кислоту в количестве? необходимом для доведения pH до 1,5. Затем культуральную жидкость пропускают через колонну с сульфокатионитом КУ-2-8 (ГОСТ 20298-74) в аммонийной форме. После абсорбции L-лизина колонну сразу промывают деминерализованной водой комнатной температуры. Сорбированный на сульфокатионите L-лизин элюируют раствором, содержащим 2,0 моль/л гидроксида аммония. Фракции, содержащие L-лизин, концентрируют упариванием в вакууме, подкисляют концентрированной соляной кислотой до pH 4,5 и охлаждают до 10°C. Выпавшие кристаллы отделяют от маточного раствора центрифугированием, промывают небольшим количеством деминерализованной воды и высушивают. Полученный продукт содержит не менее 98% L-лизин моногидрохлорида.To 1 liter of L-lysine-containing culture fluid obtained as described in examples 5 or 6, concentrated sulfuric acid in an amount of? necessary to bring the pH to 1.5. Then the culture fluid is passed through a column with sulfonic cation exchanger KU-2-8 (GOST 20298-74) in ammonium form. After absorption of L-lysine, the column is immediately washed with demineralized water at room temperature. L-lysine adsorbed on sulfocationite is eluted with a solution containing 2.0 mol / L ammonium hydroxide. The fractions containing L-lysine are concentrated by evaporation in vacuo, acidified with concentrated hydrochloric acid to pH 4.5 and cooled to 10 ° C. The precipitated crystals are separated from the mother liquor by centrifugation, washed with a small amount of demineralized water and dried. The resulting product contains at least 98% L-lysine monohydrochloride.
В случае использования 1 л культуральной жидкости, получение которой описано в примере 5, получено 103 г L-лизин моногидрохлорида, а в случае культуральной жидкости, полученной как описано в примере 6, - 135 г L-лизин моногидрохлорида.In the case of using 1 liter of culture fluid, the preparation of which is described in Example 5, 103 g of L-lysine monohydrochloride are obtained, and in the case of a culture fluid obtained as described in Example 6, 135 g of L-lysine monohydrochloride.
Пример 8. Получение L-лизин сульфата из культуральной жидкости заявляемых штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11635 или штамма Brevibacterium flavum ВКПМ В-11404Example 8. Obtaining L-lysine sulfate from the culture fluid of the claimed strain of Brevibacterium flavum VKPM B-11635 or strain Brevibacterium flavum VKPM B-11404
К 1 л содержащей L-лизин культуральной жидкости, полученной как описано в примерах 5 или 6, добавляют 3,5 мл концентрированной серной кислоты до pH 5,0. Затем полученную жидкость направляют на распылительную сушку. Сушку проводят при температуре входящего воздуха 120°C в течение 3 часов.To 1 L of L-lysine-containing culture fluid obtained as described in Examples 5 or 6, 3.5 ml of concentrated sulfuric acid was added to pH 5.0. Then, the resulting liquid is sent to spray drying. Drying is carried out at an inlet air temperature of 120 ° C for 3 hours.
В результате получают продукт, содержащий 65% L-лизин сульфата. В случае использования 1 л культуральной жидкости, полученной как описано в примере 5, получено 157,5 г продукта, а в случае использования 1 л культуральной жидкости, полученной как описано в примере 6, - 205 г продукта.The result is a product containing 65% L-lysine sulfate. In the case of using 1 l of the culture fluid obtained as described in example 5, 157.5 g of product is obtained, and in the case of using 1 l of the culture fluid obtained as described in example 6, 205 g of product.
Таким образом, введение в L-лизин-продуцирующие штаммы Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum мутаций устойчивости к фузидиновой кислоте приводит к повышению уровня продукции L-лизина не менее чем на 9%. Заявляемый способ синтеза L-лизина, с использованием L-лизин-продуцирующих штаммов Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum, устойчивых к фузидиновой кислоте, позволяет получать две наиболее распространенные товарные формы L-лизина - лизин гидрохлорид и лизин сульфат.Thus, the introduction of mutations of resistance to fusidic acid in L-lysine-producing strains of Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum leads to an increase in the level of production of L-lysine by at least 9%. The inventive method for the synthesis of L-lysine using L-lysine-producing strains of Corynebacterium glutamicum or Brevibacterium flavum resistant to fusidic acid, allows you to get two of the most common commodity forms of L-lysine - lysine hydrochloride and lysine sulfate.
Источники информацииInformation sources
1. Методы общей бактериологии. Под ред. Ф. Герхардта, в 3-х томах, 1984.1. Methods of general bacteriology. Ed. F. Gerhardt, in 3 volumes, 1984.
2. Биотехнология и биоинженерия, Рига, 1978.2. Biotechnology and bioengineering, Riga, 1978.
3. US 3687810.3. US 3687810.
4. US 3929571.4. US 3929571.
5. RU 2347807.5. RU 2347807.
6. US 4623623.6. US 4,623,623.
7. US 7736880.7. US 7736880.
8. US 8361758.8. US 8361758.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013144955/10A RU2549690C1 (en) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013144955/10A RU2549690C1 (en) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013144955A RU2013144955A (en) | 2015-04-20 |
RU2549690C1 true RU2549690C1 (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53282589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013144955/10A RU2549690C1 (en) | 2013-10-08 | 2013-10-08 | L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2549690C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612159C1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-03-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГБУ "ГосНИИгенетика") | L-lysine-producing coryneform bacterium with mutant gene fusa and method for obtaining l-lysine with application thereof |
RU2732815C1 (en) * | 2018-02-13 | 2020-09-22 | СиДжей ЧеилДжеданг Корпорейшн | Modified polypeptide with reduced citrate synthase activity and a method for producing the l-amino acid using the polypeptide |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4623623A (en) * | 1981-11-13 | 1986-11-18 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Process for producing L-lysine by fermentation |
RU2000117837A (en) * | 1999-07-07 | 2002-12-27 | Дегусса Аг | CORINEBACTERIA PRODUCING L-LYSINE AND METHOD FOR PRODUCING L-LYSINE |
US8361758B2 (en) * | 2005-11-30 | 2013-01-29 | Cj Cheiljedang Corporation | Microorganism of Corynebacterium genus having resistance to kanamycin and enhanced L-lysine productivity and method of producing L-lysine using the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19931317A1 (en) * | 1999-07-07 | 2001-01-11 | Degussa | L-lysine-producing coryneform bacteria and method for producing L-lysine |
-
2013
- 2013-10-08 RU RU2013144955/10A patent/RU2549690C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4623623A (en) * | 1981-11-13 | 1986-11-18 | Kyowa Hakko Kogyo Co., Ltd. | Process for producing L-lysine by fermentation |
RU2000117837A (en) * | 1999-07-07 | 2002-12-27 | Дегусса Аг | CORINEBACTERIA PRODUCING L-LYSINE AND METHOD FOR PRODUCING L-LYSINE |
US8361758B2 (en) * | 2005-11-30 | 2013-01-29 | Cj Cheiljedang Corporation | Microorganism of Corynebacterium genus having resistance to kanamycin and enhanced L-lysine productivity and method of producing L-lysine using the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612159C1 (en) * | 2015-12-28 | 2017-03-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГБУ "ГосНИИгенетика") | L-lysine-producing coryneform bacterium with mutant gene fusa and method for obtaining l-lysine with application thereof |
RU2732815C1 (en) * | 2018-02-13 | 2020-09-22 | СиДжей ЧеилДжеданг Корпорейшн | Modified polypeptide with reduced citrate synthase activity and a method for producing the l-amino acid using the polypeptide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013144955A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960016135B1 (en) | Process for producing l-isoleucine | |
EP0557996B1 (en) | Process for the production of amino acids by fermentation | |
KR101117022B1 (en) | A microorganism having enhanced l-valine production and process for preparing l-valine using the same | |
EP0530803B1 (en) | Process for producing L-threonine | |
JP3966583B2 (en) | Method for producing L-amino acid by fermentation | |
BRPI0604811B1 (en) | CORYNEBACTERIUM GENUS MICRO-ORGANISMS AND L-LYSINE PRODUCTION METHOD | |
RU2549690C1 (en) | L-LYSINE PRODUCING Corynebacterium glutamicum OR Brevibacterium flavum BACTERIA, RESISTANT TO FUSIDIC ACID, AND METHOD FOR MICROBIOLOGICAL SYNTHESIS OF L-LYSINE USING SAME | |
JP3717970B2 (en) | Method for producing L-isoleucine by fermentation | |
US3849251A (en) | Process for producing l-tryptophan | |
Moosavi-Nasab et al. | Fermentative production of lysine by Corynebacterium glutamicum from different carbon sources | |
EP0205849B1 (en) | Process for producing l-threonine by fermentation | |
Hagino et al. | L-_?? _yrosine Production by Polyauxotrophic Mutants of Corynebacterium glutamicum | |
KR100273950B1 (en) | Corynebacterium glutamicum CJ31-0210 producing L-lysine and method for producing L-lysine using the same | |
CA1192157A (en) | Fermentative preparation of l-leucine | |
SU908092A1 (en) | Method of obtaining riboflavin | |
EP0445830A2 (en) | Process for producing L-threonine | |
RU2059726C1 (en) | Strain of bacterium corynebacterium sp - a producer of l-leucine | |
CS201719B1 (en) | Process for preparing l-isoleucine | |
RU2084520C1 (en) | Strain of bacterium brevibacterium flavum - a producer of l-glutamine (variants) | |
KR100376537B1 (en) | Microorganism Corynebacterium glutamicum producing L-lysine and process for producing L-lysine by use thereof | |
KR930001389B1 (en) | Process for producing l-arginine | |
KR100442036B1 (en) | Method for Culturing Artificially Mutated L-Lysine-Producing Microorganism and process for Producing L-Lysine | |
Gilani et al. | SCREENING OF LYSINE PRODUCTION BY Escherichia coli AND Klebsiella ISOLATES AT DIFFERENT CARBON SOURCES. | |
KR940004000B1 (en) | Production of mildiomycin | |
Nadeem et al. | Enhanced L-lysine production by an Escherichia coli mutant WARN 30522 after MNNG treatment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170327 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |