[發明專利]棒狀桿菌基因JNy31014在提高L-賴氨酸產量中的應用

有效

• 申請號: 201810806965.8
• 申請日: 2018-07-21
• 公開（公告）號: CN109762779B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 汪俊卿;薛樂;王瑞明;范翰;李丕武;修翔;張麗華;王松江;王建彬;郭傳莊;隋松森
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學;諸城東曉生物科技有限公司
• 主分類號: C12N15/77
• 分類號: C12N15/77;C12N1/21;C12P13/08;C12R1/15
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 朱家富

本發明涉及棒狀桿菌基因JNy31014在提高L?賴氨酸產量中的應用。棒狀桿菌基因JNy31014在提高棒狀桿菌L?賴氨酸產量中的應用，所述棒狀桿菌基因JNy31014核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發明首次公開了棒狀桿菌基因JNy31014為棒狀桿菌的細胞膜上的轉運蛋白表達的控制基因，負責氨基酸類成分的轉運，從而為基因改造谷氨酸棒狀桿菌奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及棒狀桿菌基因JNy31014在提高L-賴氨酸產量中的應用，屬于生物技術技術領域。

背景技術

賴氨酸是一種必需氨基酸，在維持人體氮平衡中起重要作用，是衡量食物營養價值的重要指標之一。食物中的蛋白質進入人體后經過消化先分解成氨基酸，人體在利用這些氨基酸合成新的人體蛋白質，在各種氨基酸中，賴氨酸是最重要的一種，沒有它，其他氨基酸就受到限制或得不到利用，因此科學家稱它為人體第一必須氨基酸。賴氨酸功能繁多：主要作用有促進人體發育、增強免疫功能；促進蛋白質、鈣質的吸收和利用；提高兒童智力，促進身高和體重的增加；增加食欲，增強體質，改善營養不良；降低血中甘油三酯的水平，預防心血管疾病的發生；提高中樞神經組織功能等。目前主要在谷物、肉、大豆、奶、蛋等食物中獲得。

目前，可以通過不同的方法來生產L-賴氨酸，包括微生物發酵法(一步發酵法、兩步發酵法)、酶法、蛋白水解法等。最常用的方法是微生物發酵法，是借助微生物具有生物合成自身所必需氨基酸的能力，利用微生物的代謝作用，通過對菌株進行改造，選育出各種氨基酸營養缺陷型和氨基酸結構類似物抗性突變株，從而解除生物合成途徑中的反饋阻遏和抑制作用，達到過量積累代謝途徑中L-賴氨酸的目的。

用于生產L-賴氨酸的微生物包括多種屬，如棒狀桿菌(如谷氨酸棒桿菌Corynebacterium glutamicum和鈍齒棒桿菌Corynebacterium crenatum)、短桿菌(如黃色短桿菌Breibacterium flavum和乳酸發酵短桿菌Brevibacterium lactofermentus)、洛卡氏菌、念球菌、假單胞菌、埃希氏菌(如大腸桿菌Escherichia coli)和芽孢桿菌(如浸麻芽孢桿菌Bacillus macerans)、古生菌(如熱變形菌Thermoprotens neutrophilus)以及真菌中的酵母菌(如隱球酵母Cryptococcus neoformans)等。目前，國內外用于工業化生產L-賴氨酸的菌株多為谷氨酸棒桿菌(C.glutamicum)、黃色短桿菌(B.flavum)、乳酸發酵短桿菌(B.lactofermentus)和大腸桿菌(E.coli)的改造型菌株。目前，國內外對L-賴氨酸生產菌種的選育主要通過誘變育種技術和代謝工程育種技術。代謝工程育種是從分子水平上通過最小限度的、最明確的基因改造來優化選育菌株。然而，與野生型菌株相比較，這些菌株存在很大的缺陷，如生長速度緩慢，糖耗速率低，對外界不良環境耐受力差等。隨著生物技術的發展及谷氨酸棒桿菌基因組的解析，傳統誘變育種獲得L-賴氨酸高產菌方法逐漸被代謝工程育種方法所取代。同時大量研究表明，通過基因工程技術獲得的基因工程菌，除保留了野生型菌株的一些優點外，還能很大程度上提高L-賴氨酸產量。如中國專利文獻CN1539015A(申請號02815446.0)公開了包括accBC、accDA、catA、cysD、cysE在內的多個可用于賴氨酸產量提高的基因改進位點。中國專利文獻CN101600796A(申請號200780048626.8)、CN1974760A(申請號200610163142.5)、CN103243042A(申請號201310092638.8)分別對基因NCg22534、NCgl1835、NCg21090進行失活獲得一系列L-賴氨酸產率提高的谷氨酸棒狀桿菌工程菌。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供棒狀桿菌基因JNy31014在提高L-賴氨酸產量中的應用。本發明通過改造菌株谷氨酸棒狀桿菌實現高產L-賴氨酸，具體策略為使棒狀桿菌中的JNy31014基因失活，使代謝過程中L-賴氨酸合成的前體物質增多，從而提高L-賴氨酸產率，JNy31014基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。