1.一株不对称性还原4-羟基-2-丁酮(4H2B)为光学纯(R)-1,3-丁二醇酵母菌株的选育,其特征是以本实验室筛选和保藏的菌株作为供试菌株,以4H2B为底物微生物法生产(R)-1,3-丁二醇,将筛选得到的1株酵母菌株Pichia jadinii HB61,该菌能以4H2B为底物进行生物转化,得到光学纯(R)-1,3-丁二醇(e.e.100%);
(1)菌株的筛选:
菌种筛选培养:以本实验室筛选和保藏的菌株作为供试菌株,将出发菌株划线于YPD培养基上(酵母膏10g/L,蛋白胨20g/L,葡萄糖20g/L,琼脂20g/L,pH 6.0,0.8MPa灭菌
15min。)培养28h后,挑取单菌落接种于装有100mL种子培养基(酵母膏10g/L,蛋白胨
10g/L,葡萄糖20g/L,0.8M/Pa灭菌15min)的500mL摇瓶中,30℃培养28h;
生物转化:用50ml的离心管收集培养28h后的菌液,离心后收集菌体,用生理盐水洗涤菌体一次后,用5ml 0.1mol/L的磷酸钾(pH 7.0)缓冲液悬浮菌体,加入0.6g葡萄糖,预培养10min后,再加入0.05g 4H2B,然后置于30℃、220r/min条件下振荡培养28h。收集转化液,离心,取上清液以备检测;
(2)1,3-BDO定性检测:
取2ml上清液,用2ml乙酸乙酯进行萃取,然后采用气质联用(GC-MS)鉴定萃取液中是否含有1,3-BDO。气质联用检测条件:采用的色谱柱温控程序为:首先在50℃下保温1min,然后以6℃/min的升温速率升至90℃并保持10min,最后以20℃/min的升温速率升至
230℃。进样口温度为240℃,进样量为1μL,载气为高纯氮气,载气流量1.0mL/min,检测器温度为240℃;
TraeeMS质谱条件:EI+轰击源,全扫描方式,扫描质量范围为30~500amu,发射电流为200μA,电子能量为70eV,质谱检测谱库为NIRT98谱库;
(3)(R)-1,3-丁二醇光学纯度检测:
用气相色谱法(GC)检测乙酸乙酯萃取液中产物1,3-BDO的光学纯度。气相色谱法检测条件如下:varian 3900型气相色谱仪,色谱柱温控程序为:首先在80℃下保温2min,然后以2.5℃/min的升温速率升至140℃并保持10min。进样口温度250℃,进样量为0.5μL,载气为高纯氢气,载气流量1.5mL/min;检测器温度300℃;
(4)菌株鉴定
提取出发菌株的基因组DNA
以出发菌株的基因组DNA为模板,使用酵母菌18S rDNA的通用引物进行扩增P1:5’-ACCGGAATTC GCCTGAGAAACGGCTACC-3’P2:5’-ACCGGAATTC GGCAGGGACGTAATCAAC-3’
PCR方法如下:50μL反应体系中加入:10mol/L的引物P1和P2各0.5μL,2mmol/L的dNTP 5μL,10×ExTaq Buffer 5V,5U/μL 的ExTaq DNA聚合酶0.5μL,模板1μg,加双蒸水补齐50μL;PCR条件为:95℃变性5min,56℃退火90S,72℃延伸2min,94℃变性1min,循环30次;
用胶回收试剂盒纯化PCR扩增产物,电泳验证;连接到pMD18-T载体,转化E.coli JM109。 经Amp抗性筛选,获得阳性克隆。18S rDNA测序由上海生工生物科技有限公司完成,将测序结果在NCBI中与数据库已有序列进行比较分析。
2.根据权利要求1所述的酵母菌株的18S rDNA分析,该酵母菌株分类名称为:
Pichiajadinii,将其命名为Pichia jadinii HB61。
3.根据权利要求2所述的酵母菌株,其特征是将酵母接种于100mL种子培养基(蛋白胨g/L,酵母膏g/L,葡萄糖g/L)的500mL的三角瓶中,30℃,150r/min,培养28h后,离心收集菌体,用生理盐水洗涤菌体一次后,用5ml 0.1mol/L的磷酸钾(pH 7.0)缓冲液悬浮菌体,加入0.05g 4H2B,然后置于30℃、220r/min条件下振荡培养28h。收集转化液,离心,取上清液以备检测;上清液用于对产物进行定性定量检测,测得1,3-丁二醇的含量为7.6g/L。
4.根据权利要求3所述的酵母菌株转化过程,其特征是取2ml上清液,用2ml乙酸乙酯进行萃取,用气相色谱法(GC)检测乙酸乙酯萃取液中产物1,3-BDO的光学纯度。气相色谱法检测条件如下:varian 3900型气相色谱仪,色谱柱温控程序为:首先在80℃下保温
2min,然后以2.5℃/min的升温速率升至140℃并保持10min。进样口温度250℃,进样量为0.5μL,载气为高纯氢气,载气流量1.5mL/min;检测器温度300℃;乙酸乙酯萃取液中测得(R)-1,3-丁二醇的e.e.值为100%。