專利名稱：一種用于生產(chǎn)7-氨基頭孢烷酸的發(fā)酵培養(yǎng)基及其發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的發(fā)酵培養(yǎng)基及其發(fā)酵方法。
背景技術(shù)：
頭孢菌素類抗生素具有抗菌譜廣、抗菌活性強、耐青霉素酶、療效高、毒性低等優(yōu)點，在臨床上應(yīng)用廣泛。頭孢菌素類抗生素很大一部分都是從其母核7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)接上不同側(cè)鏈而得到的半合成抗生素。7-ACA的分子式為CltlH12N2O5S,分子量為272. 28,化學(xué)名稱為3-乙酸氧甲基-5-硫-7-氨基-8-氧-I-氮雜二環(huán)羊~2~烯-2-羧酸， 熔點300°C，等電點pI3. 5，白色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末。目前已知的7-ACA制備方法，工業(yè)上主要以化學(xué)法和生物酶催化法由頭孢菌素C(CPC)獲得。CPC是由頂頭孢霉(Acremonium chrysogenum)產(chǎn)生的。由于化學(xué)裂解法環(huán)境污染大，原料成本高，因此7-ACA的生產(chǎn)以酶法轉(zhuǎn)化為主。現(xiàn)有生物酶催化法包括兩步酶法及一步酶法。兩步酶法已用于工業(yè)化生產(chǎn)，其涉及兩個酶(D-氨基酸氧化酶和戊二?；D(zhuǎn)移酶)分步催化。一步酶法用頭孢菌素C?；D(zhuǎn)移酶直接催化CPC形成7-ACA，目前還沒有工業(yè)化，技術(shù)上有待進一步改進。中國專利申請200810205094. 0中公開了構(gòu)建的一株重組菌，將頭孢菌素C?；D(zhuǎn)移酶基因?qū)腠旑^孢霉中，并一步發(fā)酵產(chǎn)生7-ACA，但是其發(fā)酵水平比較低，與生產(chǎn)水平差距較大。本發(fā)明主要研究如何利用這個重組菌通過改進發(fā)酵工藝從而提高7-ACA的發(fā)酵水平。重組菌由于導(dǎo)入一個外源的頭孢菌素C?；D(zhuǎn)移酶，而原先頭孢菌素C的發(fā)酵條件有一部分并不適合頭孢菌素C?；D(zhuǎn)移酶在發(fā)酵過程中發(fā)揮最大酶活將原發(fā)酵產(chǎn)生的頭孢菌素C轉(zhuǎn)化成7-ACA，因此，需要對該重組菌進行發(fā)酵條件和培養(yǎng)基成分的優(yōu)化，使重組菌在適于7-ACA生產(chǎn)的條件下進行發(fā)酵，提高7-ACA的發(fā)酵水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種大規(guī)模、高效率生產(chǎn)如式I所示的7-ACA的發(fā)酵培養(yǎng)基。本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用上述發(fā)酵培養(yǎng)基生產(chǎn)7-ACA的方法。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于生產(chǎn)如式I所示的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的發(fā)酵培養(yǎng)基，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有4. 2-18% (g/1OOmL)碳源；10-12% (g/100mL)氮源；和微量元素溶液；以所述微量元素溶液的體積計，其中含有ZnSO4 7H20 0. 2-13. 2 (g/1OOmL)，CuSO4 5H20 0. 2-0(g/100mL)；
所述金屬離子包括鉀、鎂、鈣、鐵、和錳，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，其中CaCO30. 1-1% (g/1OOmL)；所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH 5. 0-10. 0 ；
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)如式I所示的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有 4. 2-18% (g/1OOmL)碳源； 10-12% (g/1OOmL)氮源；和 微量元素溶液； 以所述微量元素溶液的體積計，其中含有ZnSO4 *7H20 0. 2-13. 2 (g/100mL), CuSO4 *5H200. 2-0(g/100mL)； 所述金屬離子包括鉀、鎂、鈣、鐵、和錳，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，其中CaCO30. 1-1% (g/1OOmL)； 所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH 5. 0-10. 0 ；
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，其中含有CaCO30. 1-0. 8(g/100mL)。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，在所述微量元素溶液中，含有ZnSO4 7H20 0. 2-13. 2(g/100mL)，CuSO4 5H20 0. 1-0 (g/1OOmL)。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，在所述微量元素溶液中，含有ZnSO4 7H20 0. 2-3. 3(g/100mL)。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，所述培養(yǎng)基的pH7. 0-10. O。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有 4.2-18% (g/1OOmL)碳源； 10-12% (g/1OOmL)氮源；和 微量元素溶液； 以所述微量元素溶液的體積計，其中含有ZnSO4 7H20 0. 2-3. 3 (g/1OOmL)，CuSO4 5H200. 1-0 (g/1OOmL)； 所述金屬離子包括鉀、鎂、鈣、鐵、和錳，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，其中CaCO30. 1-0. 8% (g/1OOmL)； 所述發(fā)酵培養(yǎng)基PH 7. 0-9. 6 ； 所述碳源包括淀粉、糊精、葡萄糖； 所述氮源包括玉米漿、甲硫氨酸、尿素、和(NH4)2S04。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基中含有1-6%(g/1OOmL)淀粉、3-10% (g/1OOmL)糊精和0.2-2.0% (g/1OOmL)葡萄糖；所述發(fā)酵培養(yǎng)基中還含有 9-10% (g/1OOmL)玉米漿和 I. 0-2.0% (g/1OOmL) (NH4)2SO40
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有玉米漿 10% (g/100mL)，淀粉 3% (g/100mL)，糊精 6% (g/100mL)，葡萄糖 0. 5 %(g/1OOmL)，甲硫氨酸 0. 6% (g/1OOmL)，尿素 0. 3 % (g/1OOmL)，KH2PO4 0. 9% (g/1OOmL)，MgSO4 *7H20 0. 3% (g/1OOmL), (NH4)2SO4 I. 3% (g/100mL)，CaCO3 0. 1-1% (g/100mL)，微量元素溶液 1ml，和豆油 0. 4ml/20ml, pH 5. 0-10. 0 ； 以所述微量元素溶液的體積計，其中含有FeSO4 7H20 0. 8(g/100mL, )，MnSO4 H2O0. 2 (g/1OOmL)，ZnSO4 7H20 0. 2-13. 2 (g/1OOmL)，CuSO4 5H20 0. 2-0 (g/1OOmL)。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)酵培養(yǎng)基，其特征在于，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有玉米漿 10% (g/100mL)，淀粉 3% (g/100mL)，糊精 6% (g/100mL)，葡萄糖 0. 5 %(g/1OOmL)，甲硫氨酸 0. 6 % (g/1OOmL)，尿素 0. 3 % (g/1OOmL)，KH2PO4 0. 9% (g/1OOmL)，MgSO4 *7H20 0. 3% (g/1OOmL)，(NH4)2SO4 I. 3% (g/100mL)，CaCO3 0. 1-0. 8% (g/100mL)，微量元素溶液 1ml，和豆油 0. 4ml/20ml, pH 7. 0-9. 6 ； 以所述微量元素溶液的體積計，其中含有FeSO4 *7H20 0. 8w/L% (g/1OOmL), MnSO4 -H2O0. 2 (g/1OOmL)，ZnSO4 7H20 0. 2-3. 3 (g/1OOmL)，CuSO4 5H20 0-0. I (g/1OOmL)。
10.一種如權(quán)利要求1-9任一所述的發(fā)酵培養(yǎng)基的用途,其特征在于,用于發(fā)酵培養(yǎng)菌種Acremonium chrysogenum/pYG233和/或生產(chǎn)如式I所示的7-氨基頭孢燒酸(7-ACA)。
11.一種生產(chǎn)如式I所示的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的方法，其特征在于，所述的方法包括步驟 (I)在如權(quán)利要求1-9任一所述的發(fā)酵培養(yǎng)基中對菌種Acremonium chrysogenum/PYG233進行發(fā)酵培養(yǎng)；得到結(jié)構(gòu)如式I所示的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為24-30°C，pH5. 0-10. 0，培養(yǎng)時間為3-8天。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，發(fā)酵培養(yǎng)溫度為24-28°C，pH7. 0-9.6，培養(yǎng)時間5-8天。
14.如權(quán)利要求11-13任一所述的方法,其特征在于,發(fā)酵培養(yǎng)在搖床中進行,搖床振蕩轉(zhuǎn)速為220rpm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)如式I所示的7-氨基頭孢烷酸(7-ACA)的發(fā)酵培養(yǎng)基，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，它含有4.2-18％(g/100mL)碳源；10-12％(g/100mL)氮源；和微量元素溶液；以所述微量元素溶液的體積計，其中含有ZnSO4·7H2O 0.2-13.2(g/100mL)，CuSO4·5H2O 0.2-0(g/100mL)；所述金屬離子包括鉀、鎂、鈣、鐵、和錳，以所述發(fā)酵培養(yǎng)基的總體積計，其中CaCO3 0.1-1％(g/100mL)；所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH 5.0-10.0。
文檔編號C12P35/02GK102757999SQ201110109659
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者劉紅, 劉艷, 朱寶泉, 胡又佳, 龔桂花 申請人:上海醫(yī)藥工業(yè)研究院