云上高博会

农用抗生素——多抗菌素

多抗菌素（Polyoxins）也称多抗霉素、多氧霉素、多效霉素，是一种肽嘧啶核苷类农用抗生素，由结构相关的14个组分（polyoxin A-N）组成，具有专门作用于植物病原菌的生物学活性。在农业上使用主要分两类：一类以A、B组分为主，主要用于防治苹果斑点落叶病、轮纹病、梨黑斑病，葡萄灰霉病，草莓、黄瓜、甜瓜白粉病，霜霉病，人参黑斑病和烟草赤星病等十多种作物病害；另一类以D、E、F组分为主，主要用于水稻纹枯病防治。多抗菌素还具有促进生长作用，微量添加能促进作物生长和增强防御能力，一般平均增产10～20％。作用机理主要是选择性抑制真菌细胞壁组成成份几丁质合成，由于一般农作物和哺乳动物体内无几丁质组成部分，因此多抗菌素对人畜安全，无积累作用，无“三致作用”，安全性极高。 1、多抗菌素国内外研究进展近年来，多抗菌素以其广谱性，弥补了井冈霉素诸多不足，而生产成本与井冈霉素不相上下，具备了在广大经济作物小麦、水稻等大田作物大规模推广的条件，潜在市场达数十亿元以上，目前已成为国内杀菌除虫的一线药物之一。目前多抗菌素在国际上长期以来为日本独家生产的垄断品种，国内报道发酵法生产多抗菌素效价由原来的800μg/mL左右提高至1800μg/mL左右，这已经成为目前国内所能达到的最高效价，并且还停留在实验室水平，无法与日本抗衡。 2、本课题组技术优势（1）团队根据菌体在迟滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个阶段的生理生化特性及氧气需求量的差异等特点，采用有氧、微氧、厌氧集成发酵技术多阶段培养，实现了增加菌体生长密度和菌体活力的分阶段发酵过程模型，将多抗菌素效价在1800μg/mL的基础上提高30%，达到2300μg/mL；（2）团队针对链霉菌属菌丝体在发酵时发酵液粘度高、不易提取分离的培养特性，设计开发新型搅拌生物反应器和生产工艺，研究反应分离耦合技术在多抗菌素发酵过程的应用，并在1000L发酵罐中生产，成功实现发酵与分离同步，简化操作步骤，减少环境污染，降低生产成本40%以上；（3）目前已在国内外重要期刊公开发表论文7篇，申请国家发明专利2项，授权1项。动物专用饲料抗生素——安来霉素安来霉素（Enramycin）又名安来霉素、恩来霉素、持久霉素，是由包括13个不同种类的17个氨基酸分子和脂肪酸分子所组成多肽类抗生素。首次由日本武田药品工业株式会社从Streptomyces fungicidicus发酵液中提取得到。1974年在日本正式注册，作为猪鸡促生长剂。进一步研究发现，恩来霉素作用机理是抑制细菌细胞壁中粘肽合成，粘肽是原核生物所特有组织，所以恩来霉素对真核细胞几乎没有作用，是一种广谱、高效、安全新型饲料添加剂。具有如下特点：①饲料中微量添加就能促进畜禽增重；②对革兰氏阳性菌具有强烈抗微生物活性；③肠道不吸收，不残留于畜禽体内；④与临床上现有抗生素或抗菌药之间不存在交叉耐药性；⑤在饲料里面可保持稳定性；⑥抑制产氨微生物，降低猪鸡肠内和血液内氨浓度，安来霉素已经成为抗菌促生长饲料添加剂的一线产品。 1、安来霉素国内外研究进展日本武田药品工业株式会社实现了安来霉素的工业化生产，最高产量4530μg/mL，随后被美国先灵葆雅动物保健品公司收购，成为全球主要的生厂商。发酵法生产安来霉素存在的单位体积发酵液中产物效价低、发酵周期长、中间副产物多、提取分离步骤复杂等问题，严重限制了其产业化进程。 2、本课题组技术优势（1）团队已获得一株恩霉素高产菌株Streptomyces sp.NJWGY3665，并对该菌种发酵条件的初步探索与优化，应用该菌株进行3L发酵罐试验，发酵液中恩霉素浓度达11860μg/mL；（2）在前期实验室研究基础上进行工业化发酵优化，构建多阶段发酵与高密度培养体系，与新型反应分离耦合技术集成，同时结合链霉菌图像采集与处理系统，实现安来霉素发酵过程检测与监控对发酵过程进行实时监测，中试1000L发酵罐效价可达18685 mg/L；（3）开发的安来霉素纯化工艺，可获得达到色谱纯的安来霉素A，目前国内外均没有安来霉素纯品出售，该工艺填补国内外空白，达到国际领先水平；（4）目前已在国内外重要期刊公开发表论文8篇，申请国家发明专利4项，授权2项。

南京工业大学 2021-01-12