[發明專利]具有生產L-精氨酸能力的棒狀桿菌屬微生物和使用其生產L-精氨酸的方法

有效

• 申請號: 201580055711.1
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN107002027B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 裴賢愛;李翰衡;姜旼暻;金宗賢;金蕙園
• 申請（專利權）人: CJ第一制糖株式會社
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P13/10;C12R1/15
• 代理公司: 北京市中倫律師事務所 11410
• 代理人: 石寶忠

本發明涉及一種用于生產L?精氨酸的棒狀桿菌屬微生物和使用其的L?精氨酸生產方法。

技術領域

本發明涉及一種具有生產L-精氨酸能力的棒狀桿菌屬微生物和使用其生產 L-精氨酸的方法。

背景技術

L-精氨酸為廣泛用于氨基酸補充劑、藥物、食品等中的氨基酸，并且需要開發在相關行業中高效的L-精氨酸生產。

通過常規生物發酵法生產L-精氨酸的方法是直接從碳源和氮源生產L-精氨酸的方法，且已報道了各種方法，包括使用由短桿菌或棒狀桿菌屬微生物誘導的修飾菌株的方法、使用通過細胞融合而成為具有增強的氨基酸生產能力的細菌細胞系的方法等。最近，報道了使用遺傳重組菌株的方法，其中抑制精氨酸生物合成操縱子argR的表達的基因被滅活(美國專利號7,160,705)，以及使用 argF在精氨酸操縱子中過表達的方法(韓國專利號10-0854234)等。特別地，控制精氨酸操縱子的argR中的缺失已被認為是精氨酸生產中的重要因素。

根據迄今已知的事實，在棒狀桿菌屬微生物中，參與精氨酸生物合成的argCJBDFR基因以操縱子的形式構成，并且通過細胞內精氨酸進行反饋抑制 (VeharySakanyan等，微生物學，142:9-108，1996)，因此對其高產量L-精氨酸生產施加了限制。

發明內容

技術問題

因此，本發明的發明人在致力于提高L-精氨酸產量的同時，發現L-精氨酸可以通過增強精氨酸操縱子和鳥氨酸氨甲酰基轉移酶的活性，在通常已知為重要因素的精氨酸阻遏物(argR)中沒有任何缺失的情況下，以比親本L-精氨酸生產菌株更高產量地生產L-精氨酸，從而完成本發明。

技術問題

本發明的目的為提供一種具有生產L-精氨酸能力的棒狀桿菌屬微生物。

本發明的另一個目的為提供使用棒狀桿菌屬微生物生產L-精氨酸的方法。

技術效果

可以使用根據本發明的具有增強活性的精氨酸操縱子和鳥氨酸氨甲酰基轉移酶(ArgF或ArgF2)的生產L-精氨酸的棒狀桿菌屬微生物以較高產率來生產 L-精氨酸。此外，以高產率生產的L-精氨酸可以有效地用于人類藥物和藥物工業。

具體實施方式

在實現上述目的的一方面，本發明提供一種具有增強活性的精氨酸操縱子和鳥氨酸氨甲酰基轉移酶的、能夠生產L-精氨酸的棒狀桿菌屬微生物。

在本發明中，精氨酸操縱子是由參與L-精氨酸生物合成機制的酶組成的操縱子，特別地，精氨酸操縱子由構成L-精氨酸生物合成的循環步驟的酶組成。具體地，精氨酸操縱子由N-乙酰谷氨酰磷酸還原酶(ArgC)、N-乙酰谷氨酸轉移酶(ArgJ)、N-乙酰谷氨酸激酶(ArgB)、乙酰鳥氨酸轉氨酶(ArgD)、鳥氨酸氨甲酰基轉移酶(ArgF)和精氨酸阻遏物(ArgR)組成，這些酶參與L-精氨酸生物合成的連續酶反應。

構成精氨酸操縱子的這些酶使用L-谷氨酸作為前體參與最終的L-精氨酸生物合成。N-乙酰谷氨酸轉移酶(ArgJ)使用L-谷氨酸作為前體合成N-乙酰谷氨酸，且其可以為由argJ基因編碼的。特別地，乙酰基是通過將N-乙酰鳥氨酸分解成L-鳥氨酸而獲得的。已知N-乙酰谷氨酸轉移酶參與屬于棒狀桿菌屬的微生物中L-精氨酸生物合成的再循環反應。

生產的N-乙酰谷氨酸通過N-乙酰谷氨酸激酶(ArgB)被合成為N-乙酰谷氨酰磷酸，ADP通過消耗ATP作為輔酶生產，且可以為由argB基因編碼的。由于已知由最終產物L-精氨酸進行反饋抑制，通過L-精氨酸釋放反饋抑制的修飾是已知的，并且有報道使用其可以提高L-精氨酸的生產率(中國專利號 102021154和氨基酸.2012年7月；43(1)：255-66.doi：10.1007/s00726-011-1069-x. Epub 2011年9月8日)。