[發明專利]用于改良生產天冬氨酸衍生的氨基酸及化學品的改變的乙醛酸支路

有效

• 申請號: 201310245716.3
• 申請日: 2006-06-20
• 公開（公告）號: CN103497979B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: J·N·德里亞;S·W·喬丹
• 申請（專利權）人: 阿徹-丹尼爾斯-米德蘭公司
• 主分類號: C12P13/04
• 分類號: C12P13/04;C12P13/08;C12P13/06;C12P13/12;C12N1/21;C12N15/113;C12N15/63;C12R1/19
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 李平;鄭霞

本發明提供在生產天冬氨酸衍生的氨基酸及化學品方面具有改良性質的微生物株。本發明還提供制備此類株系的方法。這些方法包括改變aceBAK操縱子、glcB基因或者兩者的表達。表達的改變可以通過增加轉錄、解除天然的轉錄控制和/或其它方式來實現。也可以考慮置換這些基因的天然啟動子；例如，可以用tac啟動子(Ptac)置換它們的天然啟動子。

優先權的要求

本申請要求2005年6月20日提交的待決美國臨時專利申請第60/692,341號的優先權。該臨時申請完整地引入此處作為參考。

背景技術

以下包括可能對本發明的理解有用的信息。這并非承認此處提供的任何信息是當前所描述或要求保護的本發明的現有技術或資料，或具體地或隱含地引用的任何出版物或文獻是現有技術。

本發明涉及，但不限于，微生物學和微生物遺傳學領域。本發明涉及例如新的細菌株、新的核苷酸序列、新的氨基酸序列、和使用這些細菌株、新核苷酸序列和/或新氨基酸序列發酵生產氨基酸，包括但不限于L-蘇氨酸、L-賴氨酸、L-高絲氨酸和L-異亮氨酸的方法。優選地，生產L-蘇氨酸。本發明也涉及生產動物飼料添加劑。本發明還涉及精細化學品，包括但不限于上述氨基酸的發酵和合成。

在大腸桿菌(Escherichia coli)中，氨基酸L-蘇氨酸、L-異亮氨酸、L-高絲氨酸、L-賴氨酸和L-甲硫氨酸通過共同的生物合成途徑從天冬氨酸鹽(天冬氨酸)獲得其全部或部分的碳原子(G.N.Cohen，″The Common Pathway to Lysine，Methionine andThreonine，″pp.147-171，《Amino Acids：Biosynthes is and Genetic Regulation》，K.M.Herrmann和R.L.Somerville，編，Addison-Wesley Publishing Co.，Inc.，Reading，Mass.(1983))：

天冬氨酸→天冬氨酰磷酸→

天冬氨酸半醛→高絲氨酸→→THR/ILE

↓↓

LYS MET

而天冬氨酸來源于草酰乙酸(OAA)。根據Gokarn等的美國專利6,455,284號的報道，可以使用需氧發酵生產草酰乙酸衍生的氨基酸。不幸的是，方法的產量會受到嚴格的碳流代謝調節的限制。一般地，據說無論該代謝系統受到怎樣的干擾，流向OAA的碳流量都保持恒定。J.Vallino等，Biotechnol.Bioeng.41：633，646(1993)?？朔舜x調節對于增加OAA衍生的氨基酸及其它產品的生產將是有利的。

在需氧細菌代謝中，葡萄糖的碳原子可以在三羧酸循環(TCA)(又稱作檸檬酸循環或Krebs循環)中被完全氧化為二氧化碳。TCA循環從OAA與乙酰輔酶A縮合形成檸檬酸開始。圖1顯示細菌大腸桿菌中該需氧代謝途徑的例子。除了作為TCA循環中的主要分子，OAA還可以用作氨基酸，包括L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-異亮氨酸、L-高絲氨酸和L-賴氨酸合成的前體。

鑒于OAA對TCA循環的重要性，為了TCA循環的進一步進展，應替換掉用于氨基酸生物合成的OAA。因此，許多生物體發展了可以再生用于TCA循環的中間體的“回補途徑”。一些生物體中，例如一些植物和微生物中，TCA循環中間體可以通過稱作“乙醛酸支路”(也稱作“乙醛酸旁路”或“乙醛酸循環”)的回補途徑自乙酰輔酶A形成。圖2顯示大腸桿菌中的乙醛酸支路。

該乙醛酸支路允許生物體生長在某些底物(例如，乙酸、脂肪酸或一些長鏈烷烴)上補充它們的OAA。由于此類底物不提供可以被羧化以形成TCA循環所需的OAA的3-碳中間體，故該機制是有用的。碳流在TCA循環和乙醛酸支路之間的分支點被認為是異檸檬酸(K.Walsh等，J.Biol.Chem.259：15，9646-9654(1984))。