Штамм гриба penicillium chrysogenum - продуцент бензилпенициллина и феноксиметилпенициллина

 

Использование: микробиологическая промышленность, производство антибиотиков. Сущность изобретения: штамм Penicillium chrysogenum получен путем селекции и депонирован в коллекции ВНИИА N 339А. При ферментации штамма в обычных условиях через 168 ч активность культуральной жидкости составляет 33000 ед/мл по бензилпенициллину и 36000 ед/мл по феноксиметилпенициллину. 3 табл.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается получения антибиотика пенициллина.

Пенициллин применяется при лечении многих инфекционных заболеваний, а также используется в качестве сырья для получения 6-аминопенициллановой кислоты, на основе которой синтезируют полусинтетические пенициллины.

Известен штамм Penicillium chrysogenum N 9741 "Беж", используемый в настоящее время при промышленном получении пенициллина на всех заводах отрасли. Штамм N 9741 "Беж" депонирован в коллекции культур микроорганизмов ВНИИА 15 февраля 1975 года под N 284 А Саранским заводом медпрепаратов. Активность штамма в лабораторных условиях составляет 20 000 ед/мл.

Недостатком штамма N 9741 "Беж" является низкий уровень биосинтеза пенициллина.

В качестве прототипа изобретения был выбран штамм P. chrysogenum N 19, который в настоящее время применяется при промышленном получении пенициллина на Пензенском комбинате "Биосинтез". Штамм N 19 депонирован в коллекции культур микроорганизмов ВНИИА 28 ноября 1988 года под N 316 А ВНИИА.

Недостатком штамма N 19 является недостаточно высокая продуцирующая способность.

Целью изобретения является получение штамма, обладающего повышенной способностью к биосинтезу пенициллина.

Это достигается созданием нового штамма культуры Р. chrysogenum N 327 путем многоступенчатой селекции штамма N 19 с применением химических мутагенов N-нитрозодиметилмочевины и N-нитрозометилбиурета. Генетическая стабильность штамма проверена в нескольких генерациях. Штамм сохраняет уровень антибиотической активности до третьего пассажа.

В результате получен новый штамм N 327, обладающий более высоким по сравнению с прототипом штаммом N 19 уровнем биосинтеза пенициллина.

Штамм N 327 депонирован в коллекции культур ВНИИА под N 339 А.

В табл. 1 приводится описание культурально-морфологических признаков штамма N 327. Параллельно описываются свойства прототипа штамма N 19, определенные в тех же опытах.

Таким образом, для штамма N 327 характерны следующие свойства: на плотных питательных средах колонии выпуклые, складчатые с кратерообразным центром, серо-кремовые. Край колонии неровный, паутинистый, обратная сторона колонии коричнево-бурая. Пигмента нет. Диаметр колонии на 12 с роста 14-16 мм. Органический субстрат ячмень. Рост хороший, бежевый цвет. Гифы прямые, ветвящиеся, шириной 10-11 мкм, длиной 50-80 мкм, конидии круглые, диаметр 4-6 мкм.

Физиолого-биохимические свойства.

Аэроб. Оптимальная температура роста 24^оС. Гидролизует крахмал и желатину. Пептонизирует и коагулирует молоко. В качестве источников углерода хорошо усваивает арабинозу, мальтозу, инозит, сахарозу, глюкозу, маннит, ксилозу (табл. 2).

Отличительными признаками нового штамма N 327 являются ускоренный рост на агаризованных средах, повышенная спорообразующая способность, более интенсивный бежевый цвет колоний по сравнению со штаммом N 19.

Активность нового штамма в сравнении с прототипом проверяли в лабораторных условиях, в колбах вместимостью 750 мл на качалке, делающей 240 ±10 об/мин, при температуре 24,0±0,5^оС на водных средах, содержащих лактозу, глюкозу, кукурузный экстракт, соевую муку, мел и минеральные соли.

В качестве предшественника бензилпенициллина (БП) использовали калиевую соль фенилуксусной кислоты (ФУК), при биосинтезе феноксиметилпенициллина (ФМП) натриевую соль феноксиуксусной кислоты (ФОУК). Предшественники добавляли дробно по определенной схеме, под контролем содержания ФУК и ФОУК в культуральной жидкости. ФУК поддерживали на уровне 0,08-0,17% ФОУК 0,2-0,5% Полученные результаты при использовании нового штамма и штамма-прототипа представлены в табл. 3.

Из данных, представленных в табл. 3, видно, что новый штамм превышает штамм-прототип на 10,1-12,5% П р и м е р 1. Споры штамма N 327, выращенные на твердом субстрате, вносили в колбу Эрленмейера вместимостью 750 мл, содержащую 100 мл посевной среды следующего состава, мас. лактоза 4,0; глюкоза 4,0; кукурузный экстракт (по сухому весу) 3,2; мел 1,0; нитрат аммония 0,8; однозамещенный фосфат калия 0,6; сульфат натрия 0,06; сульфат магния 0,05; тиосульфат натрия 0,45; остальное вода. рН среды доводили гидрооксидом натрия до значения 6,0. Выращивание посевного материала осуществляли на круговой качалке, делающей 240±10 об/мин при температуре 24,0±0,5^оС в течение 40 ч. После окончания процесса выращивания вегетативный инокулюм передают в количестве 20% по объему в колбы Эрленмейера вместимостью 750 мл, содержащие 40 мл ферментационной среды следующего состава, мас. лактоза 12; глюкоза 1,0; кукурузный экстракт (по сухому весу) 1,6; соевая мука 1,6; мел 1,0; нитрат аммония 1,0; однозамещенный фосфат калия 0,6; сульфат магния 0,2; тиосульфат натрия 0,8; подсолнечное масло 1,0; остальное вода, рН среды доводили гидрооксидом натрия до значения 6,0.

Процесс биосинтеза пенициллина проводят на качалке, делающей 240± 10 об/мин при температуре 24,0±0,5^оС в течение 168 ч.

В качестве предшественника процесса биосинтеза БП использовали 5%-ный раствор калиевой соли ФУК. Раствор добавляли при посеве 0,08% на 24 ч 0,1% на 48, 72, 96 ч 0,15% на 120 ч 013% на 144 ч 0,08% Суммарная концентрация введенной калиевой соли ФУК в культуральную жидкость штамма N 327 составляет 0,84% На 168 ч культивирования концентрация БП в культуральной жидкости штамма N 327 составляла 33 300 ед/мл.

П р и м е р 2. Процесс биосинтеза ведут, как в примере 1, но в качестве предшественника используют феноксиуксусную кислоту, которую добавляют в виде натриевой соли в среду в количестве 0,5% и на 72 ч 0,5% (в виде 5%-ного раствора натриевой соли ФОУК). На 168 ч культивирования концентрация ФМП в культуральной жидкости штамма N 327 составляла 36000 ед/мл.

Формула изобретения

Штамм гриба Penicillium chrysogenum ВНИИА N 339А продуцент бензилпенициллина и феноксиметилпенициллина.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3