一、菌種簡介

門多薩假單胞菌是一種細(xì)菌。利用門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價(jià)值的下游產(chǎn)品。

二、基本信息

中文學(xué)名：門多薩假單胞菌

英文名稱：Pseudomonas Mendocina

界：細(xì)菌界

用途：醫(yī)藥、食品、飼料、化工

生產(chǎn)：褐藻寡糖

三、特征特性

菌落圓形凸起，透明，水滴狀，表面光滑濕潤，邊緣整齊，菌體桿狀0.5*1.0μm, 有莢膜,格蘭氏陰性。具有自生固氮能力，降解芳香烴。

四、結(jié)構(gòu)鑒定

研究發(fā)現(xiàn)門多薩假單胞菌NK-01 在菌體內(nèi)積累中長鏈聚羥基脂肪酸酯(PHAMCL)的同時(shí)也能夠合成褐藻寡糖分泌到發(fā)酵液中, 其產(chǎn)量與培養(yǎng)基的碳氮比有關(guān), 高碳氮比有利于褐藻寡糖的合成。本研究利用紫外-可見分光光度法、傅立葉紅外光譜分析、1H 和13C 核磁共振對褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析鑒定, 發(fā)現(xiàn)褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)是由β-D-甘露糖醛酸、α-L-古洛糖醛酸通過β-(1→4)/ α-(1→4)鍵連接而成的無支化線性多糖, 并且在單體的2 位或3 位羥基上部分乙酰化。凝膠滲透色譜(GPC)對分子量的測定結(jié)果為2054。

褐藻寡糖是褐藻多糖的寡聚物, 是聚合度較小的褐藻多糖。褐藻多糖是由海藻和細(xì)菌合成的一種多糖, 海藻中褐藻多糖主要起骨架作用, 而細(xì)菌中褐藻多糖是細(xì)胞壁的一種成分, 抵制不良的環(huán)境，有些細(xì)菌則將合成的褐藻多糖分泌到細(xì)胞外。褐藻多糖是由β-D 甘露糖醛酸、α-L-古洛糖醛酸通過β-(1→4)/ α-(1→4)鍵連接而成的無支化線性多糖。其中β-D 甘露糖醛酸中的C5 被差向異構(gòu)化即是α-L-古洛糖醛酸。褐藻多糖中有3 種類型的鏈段 (Blockstructure), 其一是由β-D 甘露糖醛酸按照β-(1→4)鍵結(jié)合的M-M 型; 二是由α-L-古洛糖醛酸按α-(1→4)鍵結(jié)合的G-G型; 三是由β-D 甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸混合交替結(jié)合的M-G 型。來自細(xì)菌的褐藻多糖和來自海藻的褐藻多糖具有相同的基本結(jié)構(gòu), 差別僅在于細(xì)菌褐藻多糖中C2 和/或C3 羥基常常不同程度地被乙?；? 乙酰化程度因菌株及生長條件的不同而有明顯的差異。褐藻多糖及其寡聚物已廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工等多個(gè)領(lǐng)域, 具有廣闊的開發(fā)前景, 如富含甘露糖醛酸的褐藻多糖和寡糖具有抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)等作用。

褐藻寡糖有多種合成方法?；瘜W(xué)合成法主要缺點(diǎn)是需要多重基團(tuán)保護(hù)和去保護(hù)步驟, 產(chǎn)量低, 因而沒有實(shí)際的工業(yè)價(jià)值。用酶法制備褐藻寡糖, 多是先分離純化得到褐藻寡糖裂解酶后再制備褐藻寡糖系列產(chǎn)物, 但酶的分離純化比較繁瑣, 且在這一過程中酶也容易失活, 酶法合成的價(jià)格也比較昂貴。本研究采用門多薩假單胞菌NK-01 合成褐藻寡糖屬于液體發(fā)酵, 工藝簡單, 發(fā)酵周期短, 適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)Pseudomonas mendocina NK-01 在菌體內(nèi)積累中長鏈聚羥基脂肪酸酯(PHAMCL)的同時(shí),也能夠合成褐藻寡糖分泌到發(fā)酵液中。本研究采用多種分析手段, 對褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定。

五、主要用途

利用門多薩假單胞菌NK-01 合成褐藻寡糖。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

利用門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖，并開發(fā)其在醫(yī)藥、食品、飼料、化工和化妝品等行業(yè)的應(yīng)用，生產(chǎn)出大批量有重要價(jià)值的下游產(chǎn)品。確立褐藻寡糖的發(fā)酵工藝流程和下游分離提取工藝流程，完成門多薩假單胞菌NK-01發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖的結(jié)構(gòu)鑒定和分子量的表征。為以葡萄糖一步法發(fā)酵生產(chǎn)褐藻寡糖奠定基礎(chǔ)。 從土壤中分離到1株能夠合成中長鏈聚羥基脂肪酸酯(PHAMCL)的細(xì)菌, 經(jīng)分類鑒定命名為Pseudomonas mendocina NK-01。對于該菌株在氮源限制的情況下, 利用葡萄糖合成的PHAMCL進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。同時(shí), 獲得了該菌株P(guān)HA合成酶基因phaC1, 利用大腸桿菌表達(dá)載體pBluescript SK-構(gòu)建了重組載體pBSphaC1, 并在E.coli JM109中成功表達(dá)。以所構(gòu)建的工程菌株進(jìn)行了發(fā)酵合成。

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