RU2673967C1 - Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы - Google Patents

Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы Download PDF

Info

Publication number
RU2673967C1
RU2673967C1 RU2017144569A RU2017144569A RU2673967C1 RU 2673967 C1 RU2673967 C1 RU 2673967C1 RU 2017144569 A RU2017144569 A RU 2017144569A RU 2017144569 A RU2017144569 A RU 2017144569A RU 2673967 C1 RU2673967 C1 RU 2673967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
glucanase
producer
glucan
vkpm
Prior art date
Application number
RU2017144569A
Other languages
English (en)
Inventor
Анна Николаевна Калинина
Лариса Николаевна Борщевская
Татьяна Леонидовна Гордеева
Сергей Павлович Синеокий
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ГосНИИгенетика)
Priority to RU2017144569A priority Critical patent/RU2673967C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2673967C1 publication Critical patent/RU2673967C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/24Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Штамм бактерий Paenibacillus sp. Bg1, обладающий способностью использовать β-глюкан как единственный источник углерода и синтезировать β-ксиланазу, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ В-13093. Штамм бактерий Paenibacillus sp. ВКПМ В-13093 может быть использован при производстве моноферментного препарата. Изобретение позволяет повысить активность β-глюканазы. 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к отрасли микробиологической промышленности, в частности к производству ферментов, и касается нового штамма бактерий, используемого для получения фермента β-глюканазы.
β-глюкан - основной компонент клеточной стенки эндосперма зерновых и представляет собой сложный комплекс плохо усвояемых не крахмальных полисахаридов, который не расщепляется ферментами высших животных и птицы, но легко расщепляются микроорганизмами.
β-глюканазы являются гликолитическими ферментами, расщепляющими некрахмальные полисахариды и воздействующими на 3-4-β-гликозидные связи.
β-глюканазы представляют значительный интерес как компонент кормовых ферментных препаратов, а также для получения глюкозы из природного сырья, содержащего β-глюканы, для разрушения клеточных стенок растений и микроорганизмов с целью более полной экстракции полезных веществ и для утилизации отходов микробиологических производств
Наиболее известны штаммы - продуценты β-глюканаз грибного происхождения.
Так, известен штамм мицелиального гриба Penicillium funiculosum BKM F-3668D (RU 2287570). Однако данный штамм, помимо β-глюканазы, продуцирует ряд других карбогираз, а именно целлюлазу, ксиланазу, пектиназу и маннаназу, что не позволяет использовать этот штамм при производстве моноферментного препарата.
Также известен штамм Trichoderma aureoviride Rifai (RU 2422507), продуцирующий 1,3-β-D-глюканазу. Однако активность фермента, продуцируемого этим штаммом, является очень низкой (13,5-16 ед/мг белка). Недостатком использования этого штамма является также большая продолжительность культивирования (168 часов).
Наиболее близким к заявляемому штамму по технической сущности и достигаемому результату является штамм Bacillus subtilis ВКПМ В-5790 (Ru 2046141). Штамм продуцирует комплекс гидролитических ферментов, включающий β-глюканазу с активностью 55 ед/мл культуральной жидкости, а также β-глюкозидазу, β-1,4 маннаназу, ксиланазу, α-амилазу, глюкоамилазу. нейтральную, щелочную и кислую протеазу. Из-за большого количества ферментов, штамм В. subtilis ВКПМ В-5790 не может быть использован при производстве моноферментного препарата.
Технической задачей изобретения является расширение арсенала штаммов микроорганизмов продуцирующих β-глюканазу.
Поставленная задача достигается получением бактериального штамма Paenibacillus sp. Bg1 - продуцента фермента β-глюканазы способного продуцировать фермент β-глюканазу с активностью 70 ед/мл культуральной жидкости за 30 часов культивирования, а также использовать β-глюкан как единственный источник углерода.
Заявляемый штамм выделен из почвы лесной зоны Московской области и депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика (ВКПМ), под регистрационным номером ВКПМ В-13093.
Штамм Paenibacillus sp. Bg1 характеризуется следующими признаками:
Культурально-морфологические признаки
При росте на агаризованной LB среде (мас.%: дрожжевой экстракт - 0,5, триптон - 1, NaCl - 1, агар - 2, вода - остальное) в течение 20 часов при 30°С образует выпуклые прозрачные колонии диаметром 0,5 - 2 мм с неровными краями.
После культивирования в течение 48 часов при 30°С в жидкой среде LB следующего состава (в мас. %): дрожжевой экстракт - 0,5, триптон - 1, NaCl - 1, вода - остальное) штамм образует палочковидные клетки размером 4-5 мкм с эллипсовидной проспорой в раздутом спорангии. Клетки как одиночные, так и собранные в цепочки по 2-4 клетки.
Физиолого-биологические признаки
Штамм способен к росту как в аэробных, так и в анаэробных условиях
Штамм Paenibacillus sp. Bg1 способен использовать β-глюкан как единственный источник углерода и продуцировать фермент β-глюканазу с активностью 70 ед/мл культуральной жидкости за 30 часов культивирования.
Оптимальная температура роста - 28-30°С, оптимальный рН - 7.
Штамм хранят в 10% глицерине при - 70°С в кельвинаторе или парах жидкого азота без потери жизнеспособности в течение 10 лет.
В качестве молекулярно-генетической характеристики штамма Paenibacillus sp. Bg1 использованы результаты ПЦР-фингерпринта (Applied and Environmental Microbiology, Oct, 1999, 4351-4356), представленные на фиг. 1.
Фингерпринт проводили методом полимеразной цепной реакции (PCR) с использованием неспецифических праймеров М13 (линия 2) и 1254 (линия 3).
Праймер М13 gagggtggcggttct
режим реакции:
1 цикл
95°С - 3 мии.
39 циклов
95°С - 30 сек.
45°С - 30 сек.
72°С - 2 мин.
1 цикл
72°С - 5 мин
Праймер 1254 ccgcagccaa
режим реакции:
1 цикл
95°С - 3 мин.
39 циклов
95°С - 30 сек.
48°С - 30 сек.
72°С - 1 мин.
1 цикл
72°С - 5 мин
Для контроля величины фрагментов ДНК при электрофорезе использовали молекулярный маркер 1kb DNA GeneRuler (Fermentas) (линия 1, размер фрагментов снизу вверх 10000, 8000, 6000, 5000, 4000, 3500, 3000, 2500, 2000, 1500, 1000, 750, 500, 250 п.н.).
Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами графического изображения.
Фиг. 1. Фингерпринт штамма Paenibacillus sp. Bg1
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1. Продукция β-глюканазы заявляемым штаммом
Для получения посевного материала (инокулята) культуру клеток заявляемого штамма выращивают в жидкой среде LB, следующего состава (в мас.%): дрожжевой экстракт - 0,5, триптон - 1, NaCl - 1, вода - остальное, в течение 20 ч при 30°С и 250 об/мин.
Количество посевного материала - 5% от объема среды.
Культивирование штамма осуществляют в аэробных условиях в качалочных колбах Эрленмейера объемом 750 мл, содержащих 50 мл жидкой среды следующего состава (в мас. %): дрожжевой экстракт - 0,5, триптон - 1, NaCl - 1, β-глюкан - 0,5, вода - остальное,
Колбы инкубируют на качалке при 30°С и 200 об/мин, в течение 30 ч. Затем клетки отделяют методом центрифугирования.
Активность β-глюканазы в культуральной жидкости определяют по способности расщеплять β-глюкан. За единицу активности принимают такое количество фермента, которое в течение 1 мин при температуре 42°С и рН 6,0 освобождает 1 мкмоль редуцирующих Сахаров, эквивалентных 1 мкмолю глюкозы и определяемых методом Сомоджи-Нельсона (А.П. Синицын, А.В. Гусаков, И.М. Черноглазов. Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1995, с. 144-156).
Активность β-глюканазы составляет 70 ед/мл культуральной жидкости.
Пример 2. Способность заявляемого штамма к использованию β-глюкана в качестве единственного источника углерода
Клетки штамма Paenibacillus sp. Bg1 инкубируют при 30°С на среде следующего состава (в мас.%): NaNO3 - 0,1, K2HPO4 - 0.1, MgSO4 - 0.05, KCl - 0.1, дрожжевой экстракт - 0,05, β-глюкан - 1, агар - 1.5, вода - остальное. Образование колоний наблюдают через 48 часов.
В используемой среде единственным источником углерода является β-глюкан. Дрожжевой экстракт в количестве 0,05% необходим как источник витаминов и аминокислот.
Таким образом, показано, что штамм Paenibacillus sp. Bg1 ВКПМ В-13093 на полной питательной среде способен продуцировать фермент β-глюканазу с активностью 70 ед/мл культуральной жидкости за 30 часов культивирования и может быть использован при производстве моноферментного препарата.
Важным является также то, что заявляемый штамм может использовать β-глюкан как единственный источник углерода на минимальной среде.

Claims (1)

  1. Штамм бактерий Paenibacillus sp. ВКПМ В-13093 - продуцент β-глюканазы.
RU2017144569A 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы RU2673967C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144569A RU2673967C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144569A RU2673967C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673967C1 true RU2673967C1 (ru) 2018-12-03

Family

ID=64603812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144569A RU2673967C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673967C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2287570C2 (ru) * 2002-12-09 2006-11-20 ООО НПК "Фермтек" Штамм мицелиального гриба penicillium funiculosum - продуцент комплекса карбогидраз, содержащего целлюлазы, бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы и маннаназы
RU2321635C2 (ru) * 2000-03-20 2008-04-10 Басф Акциенгезелльшафт Бета-глюканазы talaromyces emersonii
RU2422507C1 (ru) * 2010-06-18 2011-06-27 Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН (ТИБОХ ДВО РАН) ШТАММ ГРИБА Trichoderma aureoviride Rifai - ПРОДУЦЕНТ 1,3-β-D-ГЛЮКАНАЗ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2321635C2 (ru) * 2000-03-20 2008-04-10 Басф Акциенгезелльшафт Бета-глюканазы talaromyces emersonii
RU2287570C2 (ru) * 2002-12-09 2006-11-20 ООО НПК "Фермтек" Штамм мицелиального гриба penicillium funiculosum - продуцент комплекса карбогидраз, содержащего целлюлазы, бета-глюканазы, ксиланазы, пектиназы и маннаназы
RU2422507C1 (ru) * 2010-06-18 2011-06-27 Учреждение Российской академии наук Тихоокеанский институт биоорганической химии Дальневосточного отделения РАН (ТИБОХ ДВО РАН) ШТАММ ГРИБА Trichoderma aureoviride Rifai - ПРОДУЦЕНТ 1,3-β-D-ГЛЮКАНАЗ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YE HUI- MIN, ZHANG DIAN - PENG et. al., Purification and characteristics analysis of the antifungal protein produced by Paenibacillus sp. Bg1, Journal of nuclear agricultural sciences, 2014, v. 28(1), p. 29-35. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pant et al. Production, optimization and partial purification of protease from Bacillus subtilis
Lara et al. Identification and characterisation of xylanolytic yeasts isolated from decaying wood and sugarcane bagasse in Brazil
Santa-Rosa et al. Production of thermostable β-glucosidase and CMCase by Penicillium sp. LMI01 isolated from the Amazon region
Gad et al. Characterization of cellulase from Geotrichum candidum strain Gad1 approaching bioethanol production
Singh et al. Aureobasidium pullulans-an industrially important pullulan producing black yeast
Mehboob et al. Exploring thermophilic cellulolytic enzyme production potential of Aspergillus fumigatus by the solid-state fermentation of wheat straw
Rehman et al. Optimization of process variables for enhanced production of extracellular lipase by Pleurotus ostreatus IBL-02 in solid-state fermentation.
El-Nahrawy et al. Optimization of culture conditions for production of cellulase by Aspergillus tubingensis KY615746 using rice straw waste
Korkie et al. Utilising grape pomace for ethanol production
RU2673971C1 (ru) Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы
Ikram-ul-Haq et al. An innovative approach for hyperproduction of cellulolytic and hemicellulolytic enzymes by consortium of Aspergillus niger MSK-7 and Trichoderma viride MSK-10
Sahu et al. Characterization and cellulase production activity of different aspergillus Sp. Isolated from “Puri, Odisha” marine fungal strains
Gori et al. Production of carboxymethyl cellulase from local isolate of Aspergillus species
Kumar et al. Production of Cellulase Enzyme by Trichoderma reesei Cef19 and its Application in tlie Production of Bio-etlıanol
RU2701308C1 (ru) Рекомбинантный штамм дрожжей Pichia pastoris - продуцент ксиланазы
RU2673967C1 (ru) Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы
Guruk et al. Production and biochemical characterization of cellulase enzyme by trichoderma strains from harran plain
Zeng et al. Culturable fungal diversity and cellulase production by mixed culture Aspergillus fungi from Sanya mangrove
El-Naggar et al. Saccharification of Ulva lactuca via Pseudoalteromonas piscicida for biofuel production
RU2487933C1 (ru) ШТАММ Penicillium sp., ОБЛАДАЮЩИЙ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ И ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ ПРИРОДНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
Ngo et al. Cellulose degrading ability of bacterial strains isolated from gut of termites in Vinhlong province-Vietnam
CN104818220B (zh) 一株从腐烂秸秆中筛选获得的米根霉菌株jhsw01
JP2015012852A (ja) 微細藻類バイオマスを原料とするバイオ燃料の製造方法
Poomai et al. Cellulase enzyme production from agricultural waste by Acinetobacter sp. KKU44
Akhtar et al. Effects of cultural conditions on the production of extracellular protease by Streptomyces albolongus and Streptomyces aburaviensis

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200828

Effective date: 20200828

QZ41 Official registration of changes to a registered agreement (patent)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200828

Effective date: 20210125