摘 要:
【背景】四氢嘧啶类物质在高温、冷冻和干燥等逆境条件下,对酶、蛋白质、核酸及整个细 胞具有良好的保护作用,已经应用于酶制剂、生物医药及护肤品等相关领域。目前此类物质只能依 赖中度嗜盐菌采用细菌泌乳工艺进行商业化生产,因此四氢嘧啶类高产菌株及其发酵技术的研究日 益受到国内外研究者关注。
【目的】分离获得高产合成四氢嘧啶类相容性溶质的中度嗜盐细菌,研究 渗透压冲击对其胞内四氢嘧啶合成与释放的影响,探索细菌泌乳法制备四氢嘧啶的可行性。
【方法】 采用涂布平板法分离中度嗜盐菌,对分离菌株进行形态、生理生化和 16S rRNA 基因序列分析,鉴 定其种属;采用高效液相色谱法(HPLC)和质谱法(MS)分析四氢嘧啶类物质,细菌泌乳法制备四氢嘧 啶类物质。
【结果】从盐池土样中分离到一株以四氢嘧啶类物质为主要相容性溶质的中度嗜盐菌 Y, 鉴定为盐单胞菌(Halomonas sp.) Y。盐单胞菌 Y 能在 NaCl 质量浓度为 10−250 g/L 的培养基中生长, 最适生长的 NaCl 浓度为 100 g/L;HPLC-MS 测试结果证明盐单胞菌 Y 可同时合成四氢嘧啶和羟基 四氢嘧啶 2 种相容性溶质,在最适生长的盐浓度下其合成量分别达 175.5 mg/g 和 47.9 mg/g;在 NaCl 质量浓度为 0−30 g/L 的低渗溶液中胞内四氢嘧啶类物质经 5 min 即可达到最大释放率,而细菌泌乳 工艺中最适合诱导四氢嘧啶释放的低渗溶液为质量浓度为 10 g/L 的 NaCl 溶液;采用细菌泌乳工艺 制备四氢嘧啶,经连续 11 轮的高渗/低渗冲击,四氢嘧啶总合成量为 6.0 g/L,总释放量为 5.7 g/L, 平均释放率为 64.5%,底物转化率为 128.9 mg/g。
【结论】盐单胞菌 Y 是一株较高产合成四氢嘧啶类 的中度嗜盐菌,能够耐受反复的渗透压冲击,采用细菌泌乳工艺显著提高了四氢嘧啶的制备效率。
关键词:中度嗜盐菌,四氢嘧啶,羟基四氢嘧啶,细菌泌乳,高渗-低渗冲击