维生素B2(核黄素)是维持机体正常代谢所必需的营养物质,是机体内许多酶系统的重要辅基,参与机体的能量代谢和各种物质代谢。缺乏核黄素会出现一系列的病症,严重的会导致死亡。
基因工程菌发酵法是目前世界上生产核黄素的主要方法,生产商主要有三家:瑞士的Roche公司、德国的BASF公司和美国的ADM/Aventis公司,其核黄素的年产量均在3000吨以上。而国内包括湖北广济药业公司等是用突变菌株或化学合成法生产,与国外的生产水平有一定的差距。
为克服这种差距,本项目从土壤中分离到一株高产核黄素的枯草芽孢杆菌,核黄素的产量为1300mg/L。通过诱变技术,筛选到的突变菌株产量提高到4000 mg/L发酵液。对突变菌株的分子分析发现其高产机理是核黄素合成操纵子之外的相关基因ribC基因突变造成的。此后,项目进行了如下创新性研究:①对核黄素操纵子进行了分子改良,将启动子改为组成型强启动子,打破了原核黄素合成的调控规律;②构建的工程菌为基因整合型,解决了工程菌的遗传稳定性问题。
在上述创新的基础上,建立了新型工程菌的高细胞密度液态发酵工艺和高效的核黄素后提取工艺,使中试条件下核黄素在单位发酵液中的含量达到15000 mg/L,核黄素的回收率达到90%,产品纯度达到98.5%。
本项目目前已实现技术转让,很快将实现产业化生产。 |