[發明專利]一種L-絲氨酸轉運蛋白及其應用

有效

• 申請號: 201910940240.2
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110590920B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 許正宏;高宇潔;史勁松;張曉梅;顏文斌;楊玲
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C07K14/34
• 分類號: C07K14/34;C12N15/31;C12N15/77;C12N1/21;C12P13/06;A23L33/175;A61K31/198;A61K8/64;C12R1/15
• 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: 林娟

本發明公開了一種L?絲氨酸轉運蛋白及其應用，屬于生物工程技術領域。本發明在研究氨基酸轉運蛋白基礎上，發現了一種來源于谷氨酸棒桿菌的NCgl2054蛋白，其具有轉運L?絲氨酸功能。通過基因工程手段，將NCgl2054蛋白在產L?絲氨酸的谷氨酸棒桿菌ΔSSA實現過表達，能夠將L?絲氨酸的產量提高至29.9g/L。這為代謝工程改造菌株提高L?絲氨酸產量提供了新思路。

技術領域

本發明涉及一種L-絲氨酸轉運蛋白及其應用，屬于生物工程技術領域。

背景技術

L-絲氨酸是一種非必需氨基酸，在醫藥、食品、化妝品等領域有著廣泛的應用。谷氨酸棒桿菌是食品安全級菌株，廣泛應用于L-谷氨酸、L-賴氨酸、L-纈氨酸等氨基酸的生產。然而一般的谷氨酸棒桿菌卻不能利用糖質原料發酵生產L-絲氨酸。

目前國內外對谷氨酸棒桿菌產L-絲氨酸的研究集中在其合成和降解途徑的分子改造，Stolz等以不產L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌ATCC13032為出發菌株，構建的重組菌以葡萄糖和果糖為混合碳源時L-絲氨酸產量36.2g/L(引自文獻：Peters-Wendisch P,Stolz M,Etterich H,et al.Metabolic Engineering of Corynebacterium glutamicum for L-Serine Production[J].Applied and Environmental Microbiology,2005,71(11):7139-7144.)。來書娟等在谷氨酸棒桿菌ATCC13032中加強表達3-磷酸甘油酸激酶(PGK)，增加了L-絲氨酸前體3-磷酸甘油酸的合成，提高了L-絲氨酸的產量(引自文獻：來書娟,張蕓,劉樹文,等.產L-絲氨酸谷氨酸棒桿菌的代謝工程改造和代謝流分析[J].中國科學:生命科學,2012,42(4):295-303.)。

發明人前期從自然界中篩選得到一株能利用糖質原料發酵產L-絲氨酸的野生型谷氨酸棒桿菌SYPS-062，以它為出發菌株通過多輪化學誘變獲得突變株C.glutamicumSYPS-062-33a。該突變株L-絲氨酸產量提高65％，達到11.0g/L，副產物L-丙氨酸和L-纈氨酸的積累量也明顯提高。進一步在突變株上解除L-絲氨酸合成途徑關鍵酶反饋抑制，敲除降解途徑，阻斷和弱化副產物積累途徑，所獲得重組菌C.glutamicum SYPS-062 33aΔSSA(縮寫為ΔSSA)(CGMCC NO.8668)其L-絲氨酸搖瓶產量可以達到26.25g/L，是野生型菌株的3.9倍。

盡管代謝工程改造L-絲氨酸合成和降解途徑的基因取得很好的效果，但是為了適用工業規模的生產，目前L-絲氨酸的產量仍需要提高。氨基酸的轉運出胞是其在培養基中積累的重要前提，所以為了實現氨基酸大量生產，轉運系統受到越來越多的關注。近幾十年，在谷氨酸棒桿菌和大腸桿菌中，人們鑒定了許多氨基酸轉運出胞蛋白，并利用代謝工程將其用于提高氨基酸的產量，例如賴氨酸轉運蛋白LysE、蘇氨酸轉運蛋白ThrE、半胱氨酸轉運蛋白EamA、蛋氨酸轉運蛋白BrnFE等，但是僅有報道蘇氨酸轉運蛋白ThrE可以轉運絲氨酸。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種L-絲氨酸轉運蛋白NCgl2054，含SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。

本發明的第二個目的是提供編碼上述L-絲氨酸轉運蛋白NCgl2054的基因。

在本發明的一種實施方式中，上述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發明的第三個目的是提供含上述基因的質粒或載體。

在本發明的一種實施方式中，所述載體包括但不限于pXMJ19質粒載體、pDXW系列載體、pET系列載體或pPICZ系列載體。

本發明的第四個目的是提供表達上述L-絲氨酸轉運蛋白NCgl2054的細胞。