Page 127 - 《精细化工》2023年第9期
P. 127
第 9 期 褚帅北,等: ARTP-DES 复合诱变结合前体耐受性选育达托霉素高产菌株 ·1975·
达托霉素最高产量达到 512.64 mg/L;
(2)ARTP-DES 复合诱变后,经过癸酸钠耐受
性筛选得到突变菌株,其正突变率较未经癸酸钠耐受
性筛选得到的突变菌株高约 10%,且未经过癸酸钠压
力筛选得到的突变菌株产量<90 mg/L,而经过癸酸钠
耐受性筛选得到的突变菌株中有 6 株的达托霉素产
量>90 mg/L,说明复合诱变结合癸酸钠压力筛选是
选育达托霉素高产菌株的一种有效育种手段;
(3)在 5 L 发酵罐中分阶段补加癸酸钠溶液,
M—DL5000 DNA marker;1—Strain AN-126;2—Strain RR-447
图 10 菌株 AN-126 和 RR-447 的 BOX-PCR 谱图 既能保证菌体前期的正常生长,又能保证在达托霉
Fig. 10 BOX-PCR profiles of strains AN-126 and RR-447 素合成阶段有充足的前体物质,同时还减小了发酵
后期菌株受癸酸钠毒性的影响,是一种有效的前体
2.10 高产菌株 RR-447 分批发酵
物补加方法;
为进一步考察高产菌株 RR-447 的工业发酵性
(4)ARTP-DES 复合诱变结合癸酸钠耐受性筛
能,按照 1.2.13 节实验条件,在 5 L 发酵罐中进行
选虽然可以有效选育达托霉素高产菌株,但诱变过程
分批发酵,发酵结果如图 11 所示。 中仍然存在突变随机性问题。后期可通过比较转录组
学技术来对比高产菌株与原始菌株在基因表达量上
的差异,寻找与高产达托霉素有关的关键性基因,从
而为未来通过基因工程手段定向改造菌株奠定基础。
参考文献:
[1] OSORIO C, GARZON L, JAIMES D, et al. Impact on antibiotic
resistance, therapeutic success, and control of side effects in
therapeutic drug monitoring (TDM) of daptomycin: A scoping
review[J]. Antibiotics, 2021, 10(3): 263.
[2] LIAO G J, SHI T Y, XIE J P. Regulation mechanisms underlying the
图 11 菌株 RR-447 在 5 L 发酵罐中的发酵过程 biosynthesis of daptomycin and related lipopeptides[J]. Journal of
Fig. 11 Fermentation process of strain RR-447 in 5 L Cellular Biochemistry, 2012, 113(3): 735-741.
fermenter [3] TÓTOLI E G, GARG S, SALGADO H R N. Daptomycin:
Physicochemical, analytical, and pharmacological properties[J].
由图 11 可知,在发酵前 30 h,罐内未补加癸酸 Therapeutic Drug Monitoring, 2015, 37(6): 699-710.
[4] MATSUO T, MORI N, SAKURAI A, et al. Effectiveness of
钠溶液,碳源、氮源消耗迅速,菌体生长旺盛。在 daptomycin against infective endocarditis caused by highly penicillin-
发酵 30~72 h 内,每隔 6 h 补加 25 mL 癸酸钠溶液, resistant viridans group streptococci[J]. IDCases, 2021, 24: e01113.
[5] JUNG D, ROZEK A, OKON M, et al. Structural transitions as
在癸酸钠的作用下,菌体生长受到抑制,生长速率 determinants of the action of the calcium-dependent antibiotic
逐渐变缓。发酵 60 h,生物量(干重)达到最大值, daptomycin[J]. Chemistry & Biology, 2004, 11(7): 949-957.
[6] LIU W T, CHEN E Z, YANG L, et al. Emerging resistance
罐内营养物质消耗殆尽,菌体开始进行次生代谢,
mechanisms for 4 types of common anti-MRSA antibiotics in
达托霉素产生速率逐渐增高。发酵 72 h 后,为减小 Staphylococcus aureus: A comprehensive review[J]. Microbial
癸酸钠对罐内菌体的毒性,改为每隔 12 h 补加 25 Pathogenesis, 2021, 156: 104915.
[7] NG I S, YE C M, ZHANG Z X, et al. Daptomycin antibiotic
mL 癸酸钠溶液,既保证了罐内有足够的达托霉素前 production processes in fed-batch fermentation by Streptomyces
体物质,又减小了癸酸钠对菌体生长的影响。发酵 roseosporus NRRL11379 with precursor effect and medium
optimization[J]. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2014,
114 h 后,罐内菌体开始自溶,氨氮含量逐渐增高, 37(3): 415-423.
达托霉素产生速率降低,发酵进入最后阶段。发酵 [8] ZUTTION F, COLOM A, MATILE S, et al. High-speed atomic force
microscopy highlights new molecular mechanism of daptomycin
132 h,达托霉素产量达到最大值,为 512.64 mg/L。 action[J]. Nature Communications, 2020, 11(1): 6312.
[9] LU W Y (卢文玉), WEN J P (闻建平), FAN J H (范晶华), et al.
3 结论 Screening of high daptomycin-producing strain by He-Ne laser
irradiation and streptomycin resistance method[J]. Microbiology
China (微生物学通报), 2006, (3): 114-117.
(1)通过 ARTP-DES 复合诱变结合癸酸钠耐受 [10] GAO F X (高芳霞), YU Y Q (俞岩青), WANG K R (王昆蓉), et al.
性筛选,选育出一株遗传稳定的达托霉素高产菌株 Breeding of high daptomycin-producing strain by ARTP and UV
mutagenesis[J]. Chinese Journal of Antibiotics (中国抗生素杂志),
RR-447,摇瓶产量为(101.41±0.37) mg/L,是出发菌
2016, 41(6): 425-428.
株的 2.44 倍。在 5 L 发酵罐中流加前体物质癸酸钠, (下转第 2002 页)