[發明專利]一種提高L-組氨酸發酵過程產率的方法

無效

• 申請號: 200910067615.5
• 申請日: 2009-01-06
• 公開（公告）號: CN101457244A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 陳寧;宋翔;朱文澤;徐慶陽;謝希賢;劉淑云
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C12P13/24
• 分類號: C12P13/24;C12R1/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】：本發明涉及一種提高L-組氨酸發酵過程產率的方法，屬于發酵法生產氨基酸的技術領域。

【背景技術】：L-組氨酸是分子中含有咪唑核的堿性氨基酸，對成人非必須氨基酸，而對嬰幼兒為必需氨基酸，在人體中合成較慢。它具有多種生理功能，廣泛用于醫藥，飼料及食品行業，尤其在醫學研究中的作用日益受到重視。L-組氨酸也是氨基酸輸液及綜合氨基酸制劑的主要成分。目前，國內僅有提取法少量生產，而對發酵法的研究還很少。采用微生物發酵法生產L-組氨酸具有廣闊的前景，而且其產率還有很大的提高空間。

近年來，代謝工程領域的研究結果表明，在組氨酸生產菌中，糖酵解途徑(EMP)相對于三羧酸循環(TCA)過量，即EMP通量超出了TCA代謝的能力，造成碳“溢流”以及過量ATP的合成。那么，連接EMP和TCA的丙酮酸會發生積累，并且會通過其他途徑進行代謝以緩解持續的“溢流”。因此，過量碳的溢流會導致有機酸和其他物質的生成。在組氨酸棒桿菌中，分析葡萄糖在胞內的代謝途徑，明顯可以看到產物L-組氨酸的生物合成過程中，HMP途徑是十分重要的，這樣代謝流在EMP、TCA和HMP之間的合理分配就成為提高L-組氨酸產率和糖酸轉化率的前提。

【發明內容】：本發明采用在培養基中添加一定量的檸檬酸或其鹽的方法來提高組氨酸生產菌L-組氨酸發酵過程產率。

檸檬酸或檸檬酸鹽可以抑制丙酮酸激酶的活性，減少丙酮酸的積累，造成磷酸烯醇式丙酮酸的積累。磷酸烯醇式丙酮酸是EMP途徑限速酶磷酸果糖激酶的抑制劑，所以磷酸烯醇式丙酮酸的積累降低了磷酸果糖激酶的活性，從而降低了EMP途徑的通量，緩解了EMP和TCA之間的代謝溢流。同時，葡萄糖總通量沒有變化，所以更多的葡萄糖進入L-組氨酸合成途徑，相應的提高了L-組氨酸的產率。

此方法在不增加額外設備和人力投入的情況下，實現了L-組氨酸產量和轉化率的大幅提高，適合于工業化生產。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

本發明提供的一種提高L-組氨酸發酵過程產率的方法，其特征是：在發酵培養基中添加檸檬酸或其鹽，使其在培養基中的濃度均為0.01～10g/L，優選0.05～5g/L，更優選0.1～3g/L。其中所說的檸檬酸鹽為檸檬酸鈉或檸檬酸鉀。

本發明根據調整代謝流分配的原理提出了適用于提高組氨酸生產菌L-組氨酸發酵過程中糖酸轉化率和產率的方法，它通過降低丙酮酸激酶和磷酸果糖激酶的活力，減弱糖酵解途徑通量，降低有機酸的合成，緩解EMP和TCA之間的代謝溢流，使更多的葡萄糖進入L-組氨酸合成途徑，從而合成較多的L-組氨酸，即提高了產率。

【具體實施方式】：

下面通過實施例對本發明作進一步的說明，所舉之例并不限制本發明的保護范圍：

實施例1：