一株重组大肠杆菌HWJ-JH2207及其制备方法与在产乳酸中的应用技术

本发明专利技术提供了一株重组大肠杆菌HWJ

【技术实现步骤摘要】
一株重组大肠杆菌HWJ
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JH2207及其制备方法与在产乳酸中的应用


[0001]本专利技术涉及微生物学、生物化学和发酵工程
，特别涉及一株生产重组大肠杆菌HWJ
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JH2207及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]乳酸是自然界中存在最小的手性分子，作为世界公认的三大有机酸之一，已被广泛地应用于食品、医药、电子工业、日用化工、化妆品、造纸、生物农药和可降解材料等领域。乳酸主要有两种光学异构体，D
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乳酸和L
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乳酸。相比D
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乳酸，L
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乳酸能被人体良好吸收和利用，因此以L
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乳酸聚合而成的聚L
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乳酸(PLA)，不但有良好的生物相容性、生物降解性、无毒和可再生性，可用于生产餐具、手提袋和农用地膜等一次性用品，还因为其在人体内的安全性可应用于组织工程材料、透析膜、药物载体和手术缝合线等医学用品的生产。PLA已经被视为最有应用前景的可降解材料之一，在“禁塑令”的政策导引下，将在缓解"白色"污染和应对石油资源的日益枯竭问题上扮演更积极的角色。
[0003]PLA的生产离不开光学纯度高且成本低廉的L
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乳酸作为原料。目前L
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乳酸生产主要依赖于发酵法，主要采用的菌株为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)，这类菌株能以多种物质作为发酵碳源(CN 112694993 A)，发酵温度高可实现开放式发酵(CN 110272858 A)。相比而言，大肠杆菌(Escherchia coli)具有营养要求低的特点，在无机盐培养基即能良好生长，对原料中酵母粉和蛋白胨的需求少从而降低了生产成本，再加上大肠杆菌遗传背景清晰容易进行改造，近年来大肠杆菌生产L
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乳酸已成为L
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乳酸发酵的一个重要方法(CN1080344644 A；CN 112852693 A)。大肠杆菌产L
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乳酸不但光学纯度高，而且大肠杆菌也能利用木糖、蔗糖等碳源，可进一步拓展L
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乳酸发酵时原料的来源和范围(王金华等，重组大肠杆菌利用木糖发酵产高纯度L
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乳酸，生物加工过程，2013,11(3):24
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28；王金华等，微生物学报，利用五碳糖产高纯度L
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乳酸的大肠杆菌基因工程菌的构建，2013，53(4):328
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337；王永泽等，Engineering and adaptive evolution of Escherichia coli W for L
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lactic acid fermentation frommolasses and corn steep liquor without additional nutrients,Bioresource Technology,2013,184:394
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400)。
[0004]现有技术中生产乳酸的工程菌在L
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乳酸产量及糖酸转化率有待进一步提高。因此，为了提高L
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乳酸产量及糖酸转化率，有必要提供开发一株新的重组大肠杆菌及发酵生生产方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供一株重组大肠杆菌HWJ
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JH2207及其制备方法与应用，该菌株构建了含水杨酸诱导的启动子元件，实现了L
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乳酸产量及糖酸转化率的提高。
[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一株重组大肠杆菌HWJ
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JH2207，所述重组大肠杆菌的保藏编号为：CCTCC NO：M 20221094。
[0007]在本专利技术的第二方面，提供了所述的重组大肠杆菌在发酵生产L
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乳酸中的应用。
[0008]在本专利技术的第三方面，提供了一株发酵菌剂，所述发酵菌剂包括：
[0009]将所述的重组大肠杆菌进行发酵获得的发酵液；
[0010]或将所述发酵液经喷雾干燥获得干粉菌剂。
[0011]在本专利技术的第四方面，提供了采用所述的重组大肠杆菌发酵方法，所述方法包括：
[0012]将所述的重组大肠杆菌接种于种子培养基中进行种子培养，获得活化菌液；
[0013]将所述活化菌液接种于发酵培养基中进行摇瓶发酵或者发酵罐发酵培养，获得L
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乳酸。
[0014]进一步地，所述种子培养基为含有氯霉素抗性的LB培养基；所述种子培养的条件为温度37
±
0.5℃，转速200
±
20r/min。
[0015]进一步地，所述发酵培养中，添加终浓度12～48mg/L的水杨酸进行诱导。
[0016]进一步地，所述摇瓶发酵中，发酵培养基的配方为：4％～6％葡萄糖，0.4％～0.6％酵母粉，0.3％～0.4％ KH2PO4，0.4％～0.6％ K2HPO4，0.35％(NH4)2HPO4，0.2％～0.3％
[0017]MgSO4·
7H2O，以及单独灭菌的3％～4％ CaCO3和1～5颗玻璃珠。
[0018]进一步地，所述发酵罐发酵中，发酵培养基配方：12％～18％葡萄糖，0.02％～0.04％酵母粉，0.3％～0.4％ KH2PO4，0.4％～0.6％ K2HPO4，0.3％～0.4％(NH4)2HPO4，0.2％～0.3％MgSO4·
7H2O，0.05％～0.15％消泡剂。
[0019]本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0020]本专利技术提供的一株重组大肠杆菌HWJ
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JH2207，相对于传统的Plac、Ptac和Ptrc启动子，所采用由水杨酸诱导的启动子具有很强的转录放大倍数，启动子受葡萄糖效应影响小，且其诱导物水杨酸相对于IPTG来说价格更便宜便于发酵工艺工业化放大。相对于对照即启动子为PldhA的乳酸脱氢酶基因(菌株为HWJ
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L)，带有水杨酸诱导的启动子调控的菌株HWJ
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JH2207在12％葡萄糖批次发酵条件下，发酵时间为22h，发酵液中L
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乳酸含量为99.35g/L，94.82％，相对于对照乳酸含量和糖酸转化率分别提高了11.60％和6.21％；而在流加18％葡萄糖条件，发酵31h后葡萄糖消耗殆尽，发酵液乳酸含量为147.65g/L，糖酸转化率为95.15％，相比对照菌株HWJ
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L，发酵时间减少了5个小时，发酵液乳酸含量和糖酸转化率分别提高了6.39％和3.71％。
[0021]本专利技术的重组大肠杆菌的保藏日期为2022年7月12日，保藏编号为CCTCC NO：M20221094。其分类命名为Escherichia coli HWJ
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JH2207，保藏单位名称为中国典型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株重组大肠杆菌HWJ
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JH2207，其特征在于，所述重组大肠杆菌的保藏编号为：CCTCC NO：M 20221094。2.一株权利要求1所述的重组大肠杆菌在发酵生产L
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乳酸中的应用。3.一株发酵菌剂，其特征在于，所述发酵菌剂包括：将如权利要求1所述的重组大肠杆菌进行发酵获得的发酵液；或将所述发酵液经喷雾干燥获得干粉菌剂。4.一株利用权利要求1所述的重组大肠杆菌发酵方法，其特征在于，所述方法包括：将权利要求1所述的重组大肠杆菌接种于种子培养基中进行种子培养，获得活化菌液；将所述活化菌液接种于发酵培养基中进行摇瓶发酵或者发酵罐发酵培养，获得L
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乳酸。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述种子培养基为含有氯霉素抗性的LB培养基；所述种子培养的条件为温度37
±
0.5℃，转速20...

【专利技术属性】
技术研发人员：许克强，任杰，张正，王金华，
申请(专利权)人：山东寒武纪生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：