[發(fā)明專(zhuān)利]能夠產(chǎn)生L-氨基酸的微生物及使用其產(chǎn)生L-氨基酸的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380008312.0
• 申請(qǐng)日: 2013-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104185679A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁起龍;李錫明;黃榮彬;李根喆;李光鎬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: CJ第一制糖株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/21
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/21;C12P13/22;C12N15/70
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 彭鯤鵬;鄭斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能夠產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的微生物以及使用其產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的方法。

背景技術(shù)

已知通過(guò)發(fā)酵產(chǎn)生有用產(chǎn)物的微生物在增強(qiáng)生物合成途徑時(shí)需要非常大量的能量，例如ATP。

如本領(lǐng)域中已知的，在微生物代謝過(guò)程中，通過(guò)分解代謝反應(yīng)產(chǎn)生的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD(H))與用于合成代謝反應(yīng)的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP(H)之間的細(xì)胞內(nèi)平衡是非常重要的。NAD(H)是通過(guò)食物氧化產(chǎn)生ATP的分解代謝反應(yīng)的中間體并作為能量來(lái)源起作用。并且NADP(H)在提供體內(nèi)代謝過(guò)程中的還原力中發(fā)揮作用，即通過(guò)與通常催化合成代謝反應(yīng)的酶進(jìn)行反應(yīng)來(lái)提供合成分子所需的高能電子。其之間的平衡通過(guò)如以下反應(yīng)式1)所示的NAD磷酸化或者通過(guò)如以下反應(yīng)式2)所示的NADP去磷酸化來(lái)調(diào)節(jié)。

反應(yīng)式1)

NAD⁺+ATPNADP⁺+ADP

反應(yīng)式2)

NADP⁺NAD⁺+磷酸

因此，為了有效地產(chǎn)生還原力(例如NADPH)，應(yīng)一同增加磷酸源，例如ATP。

ATP(腺苷-5’-三磷酸)具有高能磷酸鍵，并且當(dāng)其水解為ADP和磷酸時(shí)產(chǎn)生能量。ATP主要通過(guò)經(jīng)由微生物的電子傳遞系統(tǒng)進(jìn)行的化學(xué)滲透磷酸化或者通過(guò)底物水平磷酸化產(chǎn)生。所產(chǎn)生的ATP降解以提供細(xì)胞所需的能量并且通過(guò)糖酵解途徑或氧化磷酸化再生而被重復(fù)使用。

基于該事實(shí)，已經(jīng)進(jìn)行了研究以將細(xì)菌的ATP能量再生過(guò)程用于大量產(chǎn)生有用產(chǎn)物，從而有助于能量供應(yīng)(Biosci?Biotechnol?Biochem.，(1997)61：840-845)。在關(guān)于大腸桿菌(E.coli)中ATP再生的研究中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)少數(shù)基因，包括ysaA(NCBI?Gene?ID：948085)、ydaS(NCBI?Gene?ID：945923)和ybiX(NCBI?Gene?ID：947502)基因分別缺陷時(shí)，微生物中的ATP水平比親本菌株中的ATP水平高約150％，并且將該發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于產(chǎn)生谷胱甘肽(FEMS?Microbiol?Lett.，(2009)297：217-224)。然而，沒(méi)有直接的報(bào)道直接地解釋由通過(guò)所述基因所編碼的蛋白質(zhì)活性弱化引起的氨基酸產(chǎn)量增加。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，提高ATP(其用作產(chǎn)生L-氨基酸的細(xì)胞中最豐富的能量來(lái)源)的細(xì)胞內(nèi)水平有效地增加了L-蘇氨酸或L-色氨酸的產(chǎn)量，從而完成本發(fā)明。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種重組大腸桿菌菌株，其通過(guò)提高ATP的生產(chǎn)力而具有提高的L-蘇氨酸或L-色氨酸生產(chǎn)力。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用所述重組大腸桿菌菌株來(lái)產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的方法。

技術(shù)方案

為了完成上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的重組大腸桿菌菌株，其中所述菌株被修飾以弱化(使其變?nèi)?選自以下的至少一種蛋白質(zhì)的活性：具有由SEQ?ID?NO：2表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YsaA、具有由SEQ?ID?NO：4表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YdaS和具有由SEQ?ID?NO：6表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YbiX。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案還提供了用于產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的方法，其包括培養(yǎng)所述重組大腸桿菌菌株。

有利效果

本發(fā)明提供了一種重組微生物，其L-蘇氨酸或L-色氨酸生產(chǎn)力通過(guò)提高具有L-蘇氨酸或L-色氨酸生產(chǎn)力的微生物中的細(xì)胞內(nèi)ATP水平來(lái)提高。根據(jù)本發(fā)明，其提供了通過(guò)恢復(fù)能量代謝平衡以提高細(xì)胞活性并減少培養(yǎng)時(shí)間來(lái)提高L-蘇氨酸或L-色氨酸的產(chǎn)量的方法。

附圖說(shuō)明

圖1示出了產(chǎn)生L-蘇氨酸的菌株相對(duì)于其親本菌株的相對(duì)ATP水平(％)。

圖2示出了產(chǎn)生L-色氨酸的菌株相對(duì)于其親本菌株的相對(duì)ATP水平(％)。

最佳模式

在下文中，將詳細(xì)地描述本發(fā)明。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了產(chǎn)生L-蘇氨酸或L-色氨酸的重組大腸桿菌菌株，其中所述菌株被修飾以弱化選自以下的至少一種蛋白質(zhì)的活性：具有由SEQ?ID?NO：2表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YsaA、具有由SEQ?ID?NO：4表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YdaS和具有由SEQ?ID?NO：6表示的氨基酸序列的蛋白質(zhì)YbiX。