[發明專利]一種提高L-丙氨酸生產效率的方法及其應用

有效

• 申請號: 201811344798.6
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109468254B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 劉立明;劉佳;羅秋玲;張權;陳修來
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/70;C12P13/06;C12R1/19
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種提高L?丙氨酸生產效率的方法及其應用，屬于生物工程技術領域。本發明利用基因工程手段對篩選得到在高濃度葡萄糖下生長產酸的突變株FMME?A232進行改造，強化葡萄糖的轉運路徑，使用pEtac質粒串聯表達葡萄糖轉運蛋白EI蛋白和EIIA^Clc蛋白得到大腸桿菌重組菌，該大腸桿菌重組菌能夠提高葡萄糖的消耗速率，使得該菌株發酵周期由55h降至45h，L?丙氨酸產量達到160.8g/L，提高了L?丙氨酸的生產效率。

技術領域

本發明涉及一種提高L-丙氨酸生產效率的方法及其應用，屬于生物工程技術領域。

背景技術

L-丙氨酸是人體非必需氨基酸，在醫藥、食品等領域用途廣泛。在醫藥領域，L-丙氨酸 用于合成氨基酸輸液，也是合成維生素B6和氨基丙醇的主要原料；在食品領域，由于L-丙 氨酸具有特殊的香味和甜味，作為風味調料應用于飲料、糕點和奶制品等，添加L-丙氨酸 同時可以提高食品的營養價值。

L-丙氨酸的生產工藝主要包括酶催化法和發酵法。酶催化法的主要原材料L-天冬氨酸的 價格高，其生產原料為富馬酸是經石油煉制生產的，石油資源屬于不可再生資源。發酵法通 常是通過基因工程改造遺傳背景清晰的大腸桿菌，實現L-丙氨酸的高產。申請人在申請號 為201811234785.3的專利申請中通過對大腸桿菌K12進行代謝工程改造，進一步對該菌株 進行適應性進化，獲得在高濃度葡萄糖條件下可以高產L-丙氨酸的大腸桿菌FMME-232A， 30L小試發酵罐中發酵55h，L-丙氨酸產量可達到171.0g/L。利用葡萄發酵生產L-丙氨酸， 生產成本降低，且為可持續再生生物質資源，

但是高濃度的葡萄糖會使得L-丙氨酸的發酵周期延長，生產效率降低。

發明內容

本發明在申請號為201811234785.3的專利申請的基礎上，以高產L-丙氨酸的大腸桿菌 FMME-232A為出發菌株，通過其強化葡萄糖轉運路徑，構建了能夠高效生產L-丙氨酸的新 型菌種，提供了一種提高L-丙氨酸生產效率的方法及其應用。

本發明的第一個目的在于提供一種大腸桿菌重組菌，所述大腸桿菌重組菌串聯表達ptsI 基因編碼的EI蛋白和crr基因編碼的EIIA^Clc蛋白。

可選的，所述ptsI基因的EI蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，crr基因的EIIA^Clc蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

可選的，所述大腸桿菌重組菌是對大腸桿菌FMME-A232中葡萄糖轉運路徑進行改造得 到，所述大腸桿菌FMME-A232于2018年9月17日保藏于中國典型培養物保藏中心，保藏編號為CCTCC NO:M 2018628，保藏地址為中國.武漢.武漢大學。

可選的，使用pEtac質粒串聯表達葡萄糖轉運蛋白EI蛋白和EIIA^Clc蛋白。

可選的，所述使用pEtac質粒串聯表達葡萄糖轉運蛋白EI蛋白和EIIA^Clc蛋白包括：

使用pEtac質粒，串聯表達ptsI基因編碼的EI轉運蛋白和crr基因編碼的EIIA^Clc轉運 蛋白，構建重組質粒pEtac-EI-EIIA^Clc；將重組質粒pEtac-EI-EIIA^Clc導入大腸桿菌FMME- A232中，獲得大腸桿菌重組菌。

本發明的第二個目的在于提供上述大腸桿菌重組菌在食品和/或藥品中的應用。

可選的，所述應用是使用所述大腸桿菌重組菌生產L-丙氨酸。

本發明的第三個目的在于提供一種發酵生產L-丙氨酸的方法，所述方法為利用上述大 腸桿菌重組菌發酵生產L-丙氨酸。