RU2673971C1 - Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы - Google Patents

Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы Download PDF

Info

Publication number
RU2673971C1
RU2673971C1 RU2017144570A RU2017144570A RU2673971C1 RU 2673971 C1 RU2673971 C1 RU 2673971C1 RU 2017144570 A RU2017144570 A RU 2017144570A RU 2017144570 A RU2017144570 A RU 2017144570A RU 2673971 C1 RU2673971 C1 RU 2673971C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
strain
xylanase
paenibacillus species
producer
vkpm
Prior art date
Application number
RU2017144570A
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 RU2017144570A priority Critical patent/RU2673971C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2673971C1 publication Critical patent/RU2673971C1/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
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0012Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
    • C12N9/0036Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6)
    • C12N9/0038Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6) with a heme protein as acceptor (1.6.2)
    • C12N9/0042NADPH-cytochrome P450 reductase (1.6.2.4)
    • 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)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Изобретение относится к микробиологической промышленности. Штамм бактерий Paenibacillus species X1, обладающий способностью синтезировать ксиланазу, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ В-13092. Штамм бактерий Paenibacillus species ВКПМ В-13092 может быть использован при производстве ферментов. Изобретение позволяет повысить выход ксиланазы. 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 ксиланазы.
Ксиланазы расщепляют ксилан - второй по распространенности природный полимер после целлюлозы, он встречается практически во всех растительных тканях. Ксиланазы представляют большой интерес как в промышленном, так и прикладном биотехнологическом аспекте, их широко применяют в пищевой и кормовой промышленности, в бумажной индустрии и процессах отбеливания и других сферах.
Наиболее известны штаммы - продуценты ксиланаз грибного происхождения. Так, известны штаммы грибов Penicillium verruculosum BKM F-3972D (RU 2361918) и штамм Aspergillus foetidus 379-К-5-1 (RU 2549706). Однако, эти микроорганизмы, помимо ксиланаз, продуцируют целый комплекс других ферментов: штамм Penicillium verruculosum BKM F-3972D - пектинаы, β-глюканазу и ксилоглюканазы, а штамм Aspergillus foetidus 379-К-5-1 - пектиназы, целлюлазы, хитиназы, маннаназы и протеазы, что не позволяет использовать эти микроорганизмы при производстве моноферментных препаратов. Недостатками данных штаммов является также большая продолжительность процесса культивирования.
Известны также бактериальные штаммы - продуценты ксиланаз. Так, описан штамм Bacillus macerans bs-04, однако он также, помимо ксиланазы, продуцирует пектиназы, протеазы и амилазы (RU 2272838).
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является штамм Paenibacillus sp. XJ18 (HAYATI Journal of Biosciences January 2015 Vol. 22 No. 1, p 20-26). Однако уровень продукции ксиланзы этим штаммом очень низок (0.0016 U/mL).
Технической задачей изобретения является расширение арсенала штаммов микроорганизмов, продуцирующих ксилиназу.
Поставленная задача решена путем получения бактериального штамма Paenibacillus sp X1 - продуцента фермента ксиланазы, способного продуцировать фермент ксиланзу с активностью 20 ед/мл культуральной жидкости за 30 часов культивирования, а также использовать ксилан как единственный источник углерода.
Заявленный штамм выделен в результате скрининга из почв лесной зоны подмосковья.
Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов НИЦ «Курчатовский институт» - ГосНИИгенетика (ВКПМ), под регистрационным номером ВКПМ В - 13092.
Штамм Paenibacillus sp. X1 характеризуется следующими признаками:
Культурально-морфологические признаки
При росте на агаризованной LB среде следующего состава (в мас. %): дрожжевой экстракт - 0,5, триптон - 1, NaCl - 1, агар - 2, вода - остальное) штамм в течение 20 часов при 30°С образует выпуклые прозрачные колонии диаметром 0,3-3 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. X1 способен использовать ксилан как единственный источник углерода и продуцировать фермент ксиланазу с активностью 20 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. X1 могут быть 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 1) и 1254 (линия 2).
Праймер М13 gagggtggcggttct
режим реакции:
1 цикл
95°С - 3 мин.
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 использован молекулярный маркер 1kb DNA GeneRuler (Fermentas) (линия 3, 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. X1
Изобретение проиллюстрировано следующими примерами.
Пример 1. Продукция ксиланазы 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, ксилан - 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 ксиланазы в культуральной жидкости определяют по способности расщеплять ксилан. 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 ксиланазы составляет 20 ед/мл культуральной жидкости.
Пример 2 Способность штамма Paenibacillus sp.XI к использованию ксилана в качестве единственного источника углерода
Клетки штамма Paenibacillus sp. X1 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, ксилан - 1, агар - 1.5, вода - остальное. Образование колоний наблюдают через 48 часов.
В используемой среде единственным источником углерода является ксилан. Дрожжевой экстракт в количестве 0,05% необходим как источник витаминов и аминокислот.
Таким образом, показано, что штамм Paenibacillus sp. X1 ВКПМ В-13092 на полной питательной среде способен продуцировать фермент ксиланазу с активностью 20 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 ксилан как единственный источник углерода на минимальной среде.

Claims (1)

  1. Штамм бактерий Paenibacillus species X1 ВКПМ В - 13092 - продуцент ксиланазы.
RU2017144570A 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы RU2673971C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144570A RU2673971C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017144570A RU2673971C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2673971C1 true RU2673971C1 (ru) 2018-12-03

Family

ID=64603670

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017144570A RU2673971C1 (ru) 2017-12-19 2017-12-19 Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2673971C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728243C1 (ru) * 2019-12-11 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"-ГосНИИгенетика) Штамм дрожжей Pichia pastoris, продуцирующий ксиланазу из Paenibacillus brasilensis
RU2754795C1 (ru) * 2020-12-18 2021-09-07 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» Штамм Paenibacillus taichungensis ВКМ B-3510D для деструкции ксантана

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2272838C1 (ru) * 2004-06-21 2006-03-27 Некоммерческое партнерство Научно-технический центр "Лекарства и биотехнология" (НТЦ "Лекбиотех") Штамм бактерии bacillus macerans bs-04 - продуцент пектиназ, протеазы, ксиланазы и амилазы
RU2361918C1 (ru) * 2008-02-26 2009-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек" Штамм мицелиального гриба penicillium verruculosum - продуцент комплекса целлюлаз, ксиланазы и ксилоглюканазы и способ получения ферментного препарата комплекса целлюлаз, ксиланазы и ксилоглюканазы для гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы
RU2412246C2 (ru) * 2009-03-13 2011-02-20 Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской Академии Наук РФ НОВАЯ ЭНДО-(1-4)-β-D-КСИЛАНАЗА ИЗ PENICILLIUM CANESCENS (ВАРИАНТЫ), ФРАГМЕНТ ДНК, КОДИРУЮЩИЙ СЕКРЕТИРУЕМУЮ ЭНДО-(1-4)-β-D-КСИЛАНАЗУ ИЗ PENICILLIUM CANESCENS (ВАРИАНТЫ), И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
RU2538149C2 (ru) * 2012-10-05 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук КЛЕТКА МИЦЕЛИАЛЬНОГО ГРИБА Penicillium canescens - ПРОДУЦЕНТ КСИЛАНАЗЫ И ЛАККАЗЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА КСИЛАНАЗЫ И ЛАККАЗЫ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2272838C1 (ru) * 2004-06-21 2006-03-27 Некоммерческое партнерство Научно-технический центр "Лекарства и биотехнология" (НТЦ "Лекбиотех") Штамм бактерии bacillus macerans bs-04 - продуцент пектиназ, протеазы, ксиланазы и амилазы
RU2361918C1 (ru) * 2008-02-26 2009-07-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "Фермтек" Штамм мицелиального гриба penicillium verruculosum - продуцент комплекса целлюлаз, ксиланазы и ксилоглюканазы и способ получения ферментного препарата комплекса целлюлаз, ксиланазы и ксилоглюканазы для гидролиза целлюлозы и гемицеллюлозы
RU2412246C2 (ru) * 2009-03-13 2011-02-20 Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской Академии Наук РФ НОВАЯ ЭНДО-(1-4)-β-D-КСИЛАНАЗА ИЗ PENICILLIUM CANESCENS (ВАРИАНТЫ), ФРАГМЕНТ ДНК, КОДИРУЮЩИЙ СЕКРЕТИРУЕМУЮ ЭНДО-(1-4)-β-D-КСИЛАНАЗУ ИЗ PENICILLIUM CANESCENS (ВАРИАНТЫ), И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
RU2538149C2 (ru) * 2012-10-05 2015-01-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимии им. А.Н. Баха Российской академии наук КЛЕТКА МИЦЕЛИАЛЬНОГО ГРИБА Penicillium canescens - ПРОДУЦЕНТ КСИЛАНАЗЫ И ЛАККАЗЫ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОГО ФЕРМЕНТНОГО ПРЕПАРАТА КСИЛАНАЗЫ И ЛАККАЗЫ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KURRATAA YUN. et.al., Characterization of xylanase activity produced by Paenibacillus sp. XJ18 from TNBD Jambi, Indonesia, HAYATI Journal of Biosciences, 2015, v.22. No. 1, p.20-26. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728243C1 (ru) * 2019-12-11 2020-07-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт"-ГосНИИгенетика) Штамм дрожжей Pichia pastoris, продуцирующий ксиланазу из Paenibacillus brasilensis
RU2754795C1 (ru) * 2020-12-18 2021-09-07 Федеральное государственное учреждение «Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук» Штамм Paenibacillus taichungensis ВКМ B-3510D для деструкции ксантана

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pant et al. Production, optimization and partial purification of protease from Bacillus subtilis
Männistö et al. Characterization of psychrotolerant heterotrophic bacteria from Finnish Lapland
Cihangir et al. Investigation of lipase production by a new isolate of Aspergillus sp.
Barone et al. Marine metagenomics, a valuable tool for enzymes and bioactive compounds discovery
Patil et al. Production and purification of pectinase by soil isolate Penicillium sp. and search for better agro-residue for its SSF
Gad et al. Characterization of cellulase from Geotrichum candidum strain Gad1 approaching bioethanol production
Swain et al. Alpha‐amylase production by Bacillus subtilis CM3 in solid state fermentation using cassava fibrous residue
Raghav et al. Plant‐associated endophytic fungi as potential bio‐factories for extracellular enzymes: Progress, Challenges and Strain improvement with precision approaches
RU2673971C1 (ru) Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент ксиланазы
Zin et al. Purification and characterization of a carboxymethyl cellulase from Artemia salina
Tsuji et al. Basidiomycetous yeast of the genus Mrakia
Chaudhary et al. Thermophilic actinomycetes from hot water spring capable of producing enzymes of industrial importance
Guruk et al. Production and biochemical characterization of cellulase enzyme by trichoderma strains from harran plain
Çakmak et al. Screening of microfungi for lipolytic activity and optimization of process parameters in lipase production by solid substrate fermentation using selected microfungi (Penicillium aurantiogriseum)
Shahina et al. Variation of Protease Production by the Bacteria (Bacillus fastidiosus) and the Fungus (Aspergillus funiculosus)
Kafilzadeh et al. Isolation of amylase producing aquatic Actinomycetes from the sediments of mangrove forests in south of Iran
RU2673967C1 (ru) Штамм бактерий Paenibacillus species - продуцент β-глюканазы
Olaniyi et al. Isolation and screening of bacteria associated with fermented cassava peels for linamarase production
CN104818220B (zh) 一株从腐烂秸秆中筛选获得的米根霉菌株jhsw01
Kalyani et al. Production of extracellular lipase by a new strain Staphylococcus aureus NK-LB37 isolated from oil contaminated soil
RU2560584C1 (ru) ШТАММ БАКТЕРИИ Bacillus stratosphericus, ОБЛАДАЮЩИЙ СПОСОБНОСТЬЮ ПРОДУЦИРОВАТЬ ЭТАНОЛ ИЗ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ БИОМАССЫ
CN103275898A (zh) 一种脂肪酶高产菌株、其筛选方法及用该菌株发酵生产脂肪酶的方法
Purkan et al. XYLANASE ENZYME FROM A LOCAL STRAIN OF Pseudomonas stutzeri.
e Oliveira et al. Production and characterization of endoglucanase secreted by Streptomyces capoamus isolated from Caatinga
Carpa et al. Cellulase production and morphology of “Trichoderma reesei” in different experimental conditions

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: 20201214