штамм azotobacter chroococcum - продуцент поли-- оксибутирата
Классы МПК: | C12P7/62 эфиры карбоновых кислот C12N1/20 бактерии; питательные среды для них |
Автор(ы): | Бонарцева Г.А., Загреба Е.Д., Мышкина В.Л., Фурина Е.К. |
Патентообладатель(и): | Бонарцева Гарина Александровна |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-18 публикация патента:
20.12.2002 |
Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к новому штамму. Новый штамм Azotobacter chroococcum 7Б является продуцентом поли-- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194001/946.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-оксибутирата (ПОБ). Штамм выращивают на питательной среде, содержащей сахара в качестве источника углерода. Выход ПОБ составляет 70-95%. Изобретение позволяет синтезировать высокомолекулярный ПОБ не только в лабораторных, но и в производственных условиях.
Формула изобретения
Штамм бактерий Azotobacter chroococcum 7Б - продуцент поли- - оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194001/946.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-оксибутирата.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области биотехнологии и представляет собой новый штамм Azotobacter chroococcum, используемый для получения термопластичного, биодеградабельного и биосовместимого полимера поли-- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194001/946.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-оксибутирата (ПОБ), который может найти применение в медицине, сельском хозяйстве и промышленности. Известны продуценты ПОБ, принадлежащие к различным родам бактерий Azotobacter, Alkaligenes, Methylobacterium (1, 2). Они обладают высокотехнологическими показателями, такими как высокое содержание ПОБ в клетках, выход биомассы, скорость синтеза биомассы и накопления ПОБ. Однако они растут преимущественно на газообразных источниках углерода, большинство штаммов получено генетическим путем, что может приводить к потере способности синтезировать целевой продукт, максимальный выход полимера составляет обычно 75-80%. В качестве прототипа выбран штамм Azotobacter vinelandii ATCC 53799, способный использовать в качестве источника углерода углеводы. Выход целевого продукта 60-70% (3). Задачей изобретения является получение нового устойчивого штамма бактерий, способного с высоким выходом синтезировать высокомолекулярный ПОБ (1200-1500 кДа) не только в лабораторных, но и в производственных условиях. Данная задача решается новым штаммом Azotobacter chroococcum 7Б, который является сверхпродуцентом ПОБ. Штамм хранится в коллекции Института им. А.Н. Баха РАН. Штамм выделен из ризосферы пшеницы дерново-подзолистой почвы Московской области. Штамм имеет следующую характеристику. Культурально-морфологические признакиКрупные клетки овальной формы, грамотрицательные, размером 2,0-2,5 х 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-- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194001/946.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-оксибутирата. В этой стадии клетки агрегируются и в жидкой среде легко осаждаются, образуя плотный осадок. Стадия покоя характеризуется образованием цист и слизистых капсул. Колонии на агаризованной среде Эшби - полупрозрачные, беловатые, слизистые, со временем приобретают черный или темно-бурый цвет. Физиолого-биохимические признаки
Отношение к источникам углерода - использует глюкозу, сахарозу, фруктозу, галактозу, мальтозу, маннит, крахмал, метанол, этанол, уксусную, лимонную и пропионовую кислоты. Облигатный аэроб. Отношение к источникам азота - фиксирует атмосферный азот, использует нитратный азот. Желатину не разжижает, нитраты не восстанавливает. Растет при температуре от +10 до +40oС, оптимум роста в диапазоне 28-32oС. Диапазон рН, при котором возможен рост от 5,0 до 8,6 с оптимумом 7,2-7,6. Штамм продуцирует до 95% ПОБ. Оптимум биосинтеза ПОБ при 30oС и рН 7,2. Для получения ПОБ штамм Azotobacter chroococcum 7Б выращивают в аэробных условиях на питательной среде, содержащей углеводы в качестве источника углерода и минеральные соли. Через двое суток выход биомассы составляет 6-12 г/л (сух.в.), а содержание ПОБ - 70-95%. Изобретение поясняется примерами. Пример 1. Штамм Azotobacter chroococcum 7Б поддерживают на питательной среде Эшби, содержащей, г/л: К2НРO4 - 0,2; MgSO4 - 0,2; NaCl - 0,2; Na2MoO4- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194008/8226.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">2Н2О - 0,006; СаСО3 - 5,0; сахароза - 20; агар - 20. Культивирование осуществляют в колбах на качалке (180 об/мин) при температуре 28-30oС в течение 48 часов. Состав питательной среды, г/л: MgSO4- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194008/8226.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">7Н2О - 0,4; FeSO4- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194008/8226.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">7H2O - 0,01; Na2MoO4- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194008/8226.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">2H2O - 0,006; цитрат Na - 0,5; СаСl2 - 0,1; K2HPO4- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194008/8226.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">3H2O - 1,05; КН2РO4 - 0,2; сахароза - 40. В конце культивирования концентрация биомассы составляет 10 г сух. в. /л, а содержание ПОБ, определенного методом (4), составляет 86%. Пример 2. Способ осуществляется по примеру 1, но вместо сахара используют сахаросодержащие отходы пищевой промышленности, а именно мелассу - 50 г/л. В конце культивирования концентрация биомассы составляет 7 г сух. в./л, а содержание ПОБ, определенного методом (4), составляет 78%. Источники информации
1. Патент РФ N2051967, кл. С 12 Р 1/04, 1992 г. 2. Патент РФ N2123048, кл. С 12 Р7/62, 1993 г. 3. Патент США N5096819, 1992. 4. Law J.H., Slepecky A. Assay of poly-- оксибутирата, патент № 2194759" SRC="/images/patents/276/2194001/946.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-hydroxybutyric acid // J. Bacteriol., V. 82. P 33-36.
Класс C12P7/62 эфиры карбоновых кислот
Класс C12N1/20 бактерии; питательные среды для них