高產(chǎn)輔酶Q10光合細菌的篩選及鑒定

王志莉　薛元霞　曲威

摘 要：對池塘污泥中富集分離的5株光合細菌產(chǎn)生的輔酶Q10（CoQ10）進行定性定量分析，篩出CoQ10產(chǎn)量較高的菌株P(guān)1，并對其進行系統(tǒng)鑒定。菌株P(guān)1為革蘭氏陰性菌，桿狀，菌體大小為（0.5～0.8）μm×（1.0～1.9）μm；適合光照厭氧培養(yǎng)，適宜生長溫度為28～36℃，適宜pH為7.0～7.5；菌體含有細菌葉綠素a和類胡蘿卜素；多種有機化合物均可作為光合作用的電子供體和碳源，蛋白胨和硫酸銨是其生長的較好氮源。16S rDNA 序列系統(tǒng)發(fā)育分析表明，菌株P(guān)1在系統(tǒng)進化樹上與GenBank序列號為AB167544的沼澤紅假單胞菌菌株聚為一類，初步確定菌株P(guān)1為沼澤紅假單胞菌。沼澤紅假單胞菌P1菌株CoQ10產(chǎn)量較高，在19 mg/L左右，至少能穩(wěn)定傳代10次。

關(guān)鍵詞：輔酶Q10；沼澤紅假單胞菌；篩選鑒定；生理生化；16S rDNA序列

中圖分類號：Q939.11+2文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）09-0087-04

光合細菌（Photosynthetic bacteria，PSB）是一大類能利用光能作為能源進行不放氧光合作用的原核生物的總稱，是地球上最早出現(xiàn)的具有原始光能合成體系的原核生物，除藍細菌外，都能在厭氧光照或好氧黑暗條件下利用有機物作氫供體兼作碳源，進行不放氧的光合作用以合成自身物質(zhì)[1]。光合細菌廣泛分布在海洋、湖泊、江河、水田和活性污泥等各個角落，能充分利用光能和各種有機物為其營養(yǎng)源進行自身的營養(yǎng)繁殖[2]。光合細菌營養(yǎng)豐富，細胞干物質(zhì)中蛋白質(zhì)含量超過60%，含有多種維生素，尤其是B族維生素含量極為豐富，VB12、葉酸、泛酸、生物素的含量遠高于酵母[3]，在人類生活的多方面都具有極其重要的作用。光合細菌中輔酶Q10（CoQ10）的產(chǎn)量較高，尤其是紅螺菌科細菌。Yoshida等[4]報道了用Rhodobacter sphaeroides KY - 4113生產(chǎn)CoQ10。目前日本已實現(xiàn)利用光合細菌工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)CoQ10，而國內(nèi)應(yīng)用光合細菌發(fā)酵生產(chǎn)的技術(shù)還未成熟， 主要還是用來凈化水體、作為生物肥料以及動物飼料添加劑[5～7]。

CoQ10又稱泛醌，是一種脂溶性醌類化合物，主要存在于動植物和微生物體內(nèi)，在細胞內(nèi)與線粒體內(nèi)膜結(jié)合，作為生物體內(nèi)細胞呼吸鏈上的電子遞氫體和能量代謝的激活劑，是人體重要的生化輔酶之一。CoQ10在心血管疾病的治療中起重要作用，并可提高人體免疫力和治療人體免疫系統(tǒng)疾病，是一種臨床價值很高的生化藥物，近年來已廣泛應(yīng)用于各類心臟病、糖尿病、癌癥、急慢性肝炎、帕金森癥等疾病的治療[8，9]。因此，篩選高產(chǎn)CoQ10的光合細菌具有積極的現(xiàn)實意義。我們利用富集培養(yǎng)基從池塘污泥中富集和分離出5株光合細菌，對這5株光合細菌產(chǎn)生的CoQ10進行了定性定量分析，并對CoQ10產(chǎn)量最高的菌株進行了表型特征、生理生化特性及16S rDNA的系統(tǒng)發(fā)育分析，為以后提高CoQ10產(chǎn)量提供菌株材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及儀器