[發明專利]一種編碼轉錄調控因子的基因的應用

無效

• 申請號: 201010143002.8
• 申請日: 2010-04-09
• 公開（公告）號: CN102212500A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: 陸光濤;唐紀良;李瑞芳;蘇輝昭;馮家勛;姜伯樂;唐東階;何勇強
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/31;C12P19/06;C12R1/64
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技術領域

本發明涉及微生物技術領域，更具體地，本發明涉及一種編碼轉錄調控因子的基因在改良黃原膠高產菌株中的應用。

背景技術

黃原膠(Xanthan?gum)是一種由野油菜黃單胞菌(Xanthomonascampestris)所產生的胞外多糖(extracellular?polysaccharide，EPS)聚合物，由多個“五糖單元”聚合而成。兩個D-葡萄糖分子通過β-(1→4)糖苷鍵連接成主鏈骨架，一條由甘露糖-(β→1，4)-葡萄糖醛酸-(β→1，2)-甘露糖組成的側鏈通過α-(1→3)糖苷鍵連接到主鏈的一個D-葡萄糖殘基，組成一個“五糖單元”(Swings?&?Civerolo，1993)。“五糖單元”側鏈的甘露糖殘基不同程度地被乙酰化或丙酮酰化。不同來源的菌株和不同培養條件所產生的黃原膠的結構基本相同，但側鏈的酰基化程度不同，因而乙酸和丙酮酸的含量不同，黃原膠的質量也就不同(Cadmus?et?al.，1976；Stankowski?et?al.，1993)。工業生產上通常采用野油菜黃單胞菌野油菜變種(Xanthomonascampestris?pv.campestris，簡稱Xcc)作為生產菌種進行發酵生產黃原膠。

黃原膠是目前僅次于抗生素和溶劑的第三大類發酵產品，具有良好的假塑性和流變性，被作為懸浮劑、增稠劑、乳化劑等廣泛應用于二十多個工業行業的一百多種產品的生產中。目前全球對黃原膠的年消耗量超過5萬噸，并且每年仍以10％的速度增長(Becker?et?al.，1998；Garcia-Ochoa?et?al.，2000；Swings?&?Civerolo，1993)。

由于黃原膠具有巨大的商業價值，其生物合成機理的研究從上世紀八十年代起在國際上就受到人們的重視，已發現黃原膠合成的一些重要途徑和所需的酶系統。目前已鑒定Xcc染色體上有三簇基因與黃原膠合成有關：參與糖核苷等衍生物前體形成的一個35.3kb的基因簇(Harding?et?al.，1993；et?al.，1992)，參與“五糖單元”的順序性組裝、殘基修飾、重復單元間的聚合以及黃原膠分泌的gum基因簇(Harding?et?al.，1987；Ielpi?et?al.，1993)，以及一個包含三個基因但在黃原膠合成過程的具體作用尚未十分清楚的基因簇(Lu?et?al.，2007)。盡管人們已對黃原膠的生物合成機理作了較多的研究，但有關黃原膠生物合成的調控、影響黃原膠生物合成的產量和質量的其他代謝途徑等問題仍尚未十分清楚。

黃原膠在我國的研究開發始于八十年代，并于八十年代末實現了國產黃原膠的工業化生產。但是，國產黃原膠與國外產品相比，生產成本高、產品質量差，不具備與國外產品競爭的能力。目前國外產品在國內黃原膠市場仍占很大的份額，并隨著國內黃原膠市場需求的增加其市場份額有逐漸增加的趨勢。改良黃原膠生產菌株、提高黃原膠產量和質量，是我國黃原膠生產面臨的主要問題。發達國家黃原膠生產菌株的黃原膠產量與國內的生產菌株相比，往往高出20％以上。另外，在黃原膠的粘度、抗鹽性和對酸堿熱的穩定性等質量指標方面，國外產品也比國內產品要高。因此國內黃原膠生產企業迫切需要優良的黃原膠生產菌株和新的生產工藝。由于采用傳統的育種方法改良菌種效果有限，故人們寄望于采用現代遺傳工程手段來定向改良菌種。鑒定和克隆與黃原膠生物合成相關的基因，將可為通過遺傳工程改良菌種或設計新工藝提供工作基礎(Becker?et?al.，1998；Garcia-Ochoa?et?al.，2000；Vanderslice?et?al.，1988)。

微生物擁有一系列通過調節自身基因的表達來使生物體適應不同環境的機制。在基因表達過程中，一種稱為轉錄調控因子的蛋白質分子通過結合在特定的DNA區域，調節特定基因的表達(Gralla?&?Collado-Vides?1996)。因此，在黃單胞菌合成黃原膠過程中，有哪些轉錄調控因子影響黃原膠產量的合成一直是人們所關心的問題。通過對與黃原膠合成有關的轉錄調控因子的了解，可為采用遺傳工程手段改良菌種或設計新工藝提供工作基礎(Becker?et?al.，1998；Garcia-Ochoa?et?al.，2000；Vanderslice?et?al.，1988)。

參考文獻