[發明專利]一種二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶及其應用

有效

• 申請號: 201110056470.6
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN102181412A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 徐虹;夏軍;馮小海;張揚;李莎;倪芳;歐陽平凱
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12P13/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及涉及一種二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶及其應用。

背景技術

L-2，4-二氨基丁酸(L-2，4-diaminobutyric?acid，英文縮寫DABA)，也稱2，4-丁二氨酸，是一種次生非蛋白質氨基酸，屬于四碳化合物，其結構式為(NH₂)CH₂CH₂CH(NH₂)COOH，屬于堿性氨基酸。它廣泛存在于動物、植物和微生物體內，具有獨特的生理功能，目前其研究處于起步階段，尚未大規模應用。二氨基丁酸在農業和醫藥行業中具有良好的應用前景。在農業方面，研究發現在高等植物中，尤其是山黧豆屬(Lathyrus)中，游離的二氨基丁酸含量較高，當外界環境惡劣時，二氨基丁酸含量上升，環境改善時，二氨基丁酸含量又下降，這可能與這種植物抗旱、耐瘠薄、耐鹽堿、抗蟲的特性有關，實驗室研究表明如果外界提供氮源，固氮植物以硝酸鹽的形式提供無機氮，則該植物體內二氨基丁酸含量上升，以儲存多余的氮素，消除氨態氮對植物的毒害作用。美國農業部將植物抗逆性的研究作為一個研究方向，專門撥款研究林生山黧豆和其體內的二氨基丁酸。在我國，中國農業大學也在進行該方面的研究。除了水土保持，研究發現對于體內沒有發現二氨基丁酸的植物來說，二氨基丁酸是一種競爭性的代謝抑制劑，國外研究者證實二氨基丁酸對萵苣、蠶豆的生長有抑制作用，對一些蝗蟲的生長也有抑制作用。含有二氨基丁酸的植物在植物群落中生存力強，具有競爭力，可能就是由于釋放出的二氨基丁酸對其他動植物的生長起到了抑制作用。除了抑制作用，二氨基丁酸能促進豌豆根瘤菌的生長，對土壤桿菌和其他的根瘤菌的生長也有刺激作用。在醫學方面，過量的二氨基丁酸對人體有毒性，但在適當的劑量下又是一種藥物，研究發現二氨基丁酸能引起高滲透壓，對小鼠纖維瘤細胞有毒害性，對人體惡性神經膠質瘤細胞有溶解作用，因此，二氨基丁酸能用于腦腫瘤的防治。把抗癌藥物道諾霉素制成二氨基丁酸衍生物，用它治療白血病療效更好，更為安全。

本課題組在篩選具有聚賴氨酸能力的菌株時發現一株能同時生產聚賴氨酸及聚二氨基丁酸的菌株Streptomyces?albulus?PD-1(CCTCC?NO：M2011043)。目前該菌株保藏于武漢中國典型培養物保藏中心(簡稱CCTCC)，地址：武漢武漢大學，郵編：430072，?登記入冊的編號是CCTCC?NO：M2011043，保藏日期是：2011年2月21日，詳見中國專利2011100499868。

二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶(diaminobutyrate-2-oxoglutarate?transaminase，簡稱DABAT，EC?2.6.1.76)在L-2，4-二氨基丁酸的合成中起重要作用，天冬氨酸的衍生物天冬氨酸-β-半醛和谷氨酸在該酶催化下生成L-2，4-二氨基丁酸和α-酮戊二酸。目前L-2，4-二氨基丁酸尚未大規模生產，作為精細化工品，只能通過有機合成的方法得到，價格昂貴，價格達900元/克。山黧豆屬的植物中，L-2，4-二氨基丁酸占種子干重的1％-3％，含量低，直接從種子中提取在技術角度、經濟角度上都不可行。因此，本發明從微生物合成的角度研究如何發酵生產L-2，4-二氨基丁酸，為L-2，4-二氨基丁酸高產基因工程菌的構建及L-2，4-二氨基丁酸的生產開辟了一條新的途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶。

本發明還要解決的技術問題是提供編碼上述二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶的基因序列。

本發明還要解決的技術問題是提供包含上述二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶基因的表達載體及基因工程菌。

本發明還要解決的另一個技術問題是提供上述基因工程菌的構建方法。

本發明最后要解決的技術問題是提供上述基因工程菌在制備L-2，4-二氨基丁酸的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶，它具有如SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列。包含422個氨基酸。其來源于小白鏈霉菌(Streptomyces?albulus)PD-1(菌種保藏號：CCTCC?NO：M2011043，關于上述小白鏈霉菌具體見中國專利2011100499868)。

一種權利要求1所示二氨基丁酸-2-酮戊二酸轉氨酶的編碼基因，它具有如SEQ?IDNO：1所示的核苷酸序列，其含有1269bp堿基。。