[發明專利]一種用離子轉運蛋白促進谷氨酸棒桿菌合成氨基酸的方法

有效

• 申請號: 202010501734.3
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111718882B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 饒志明;徐美娟;劉晶;楊套偉;張顯
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P13/14;C12P13/10;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: 仇鈺瑩

本發明公開了一種用離子轉運蛋白促進谷氨酸棒桿菌合成氨基酸的方法，屬于生物工程技術領域。本發明以L?谷氨酸生產菌株谷氨酸棒桿菌G01和L?精氨酸生產菌株鈍齒棒桿菌SDNN403為出發菌株，在其中過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP，分別得到了生產L?谷氨酸的重組菌GC?K，和生產L?精氨酸的重組菌CC?K。使得L?谷氨酸的產量較出發菌株提高了31.5％，使得L?精氨酸的產量較原始菌株提高了36.1％。

技術領域

本發明公開了一種用離子轉運蛋白促進谷氨酸棒桿菌合成氨基酸的方法，屬于生物工程技術領域。

背景技術

L-谷氨酸和L-精氨酸被廣泛應用于食品、醫藥及化工等行業，其衍生出來的高值化產品γ-氨基丁酸、聚谷氨酸和L-茶氨酸等市場需求量巨大。近年來，隨著氨基酸高值化產品需求量不斷增大，L-谷氨酸和L-精氨酸高產菌株的選育越來越受到重視。

谷氨酸棒桿菌是非致病細菌，是工業上生產各種氨基酸的微生物細胞工廠，如賴氨酸、精氨酸、谷氨酸等。同時其生長迅速且可廣泛使用不同的有機化合物作為碳源。實驗室在前期工作中，通過逐級誘變獲得了一株L-谷氨酸生產菌株谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)G01(中國典型培養物保藏中心，保藏號：CCTCC NO:M2013418)和一株高產L-精氨酸的鈍齒棒桿菌突變菌株SDNN403(菌株保藏編號為CGMCCNO.0890，在公開號為CN1441055A的專利中已公開)。

菌株發酵需要一定的能量供應，而ATP作為主要的供能物質對L-精氨酸合成具有重要作用。糖酵解中丙酮酸激酶對ATP的合成至關重要，又因丙酮酸激酶的活力受到K⁺的激活。因此適宜K⁺濃度有利于丙酮酸激酶發揮功能并生成ATP，保證充足的能量供應。

近年來，氨基酸高值化產品聚谷氨酸、GABA和L-茶氨酸等市場需求量巨大，而L-谷氨酸和L-精氨酸作為其前體物質，生產菌株中L-谷氨酸和L-精氨酸產量低將會限制高值化產品的高產出，因此，亟待尋找一種提高L-谷氨酸和L-精氨酸產量的方法，以期為高值化產品的生產奠定基礎。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP的重組谷氨酸棒桿菌發酵生產L-谷氨酸和L-精氨酸，得到的L-谷氨酸和L-精氨酸產量和產率均提高，對于規模化制備氨基酸具有重要的應用價值。

本發明提供了一種重組谷氨酸棒桿菌，是過表達了功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP；所述CglK的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述CTAP的氨基酸序列如SEQID NO.4所示。

本發明提供了一種重組菌，所述重組菌過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP。

在本發明的一種實施方式中，所述CglK的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述CTAP的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

在本發明的一種實施方式中，所述重組菌以pDXW-10為表達載體。

在本發明的一種實施方式中，所述重組菌以谷氨酸棒桿菌G01，或鈍齒棒桿菌SDNN403為宿主。

本發明提供了一種提高棒桿菌氨基酸產量的方法，所述方法為過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP。

在本發明的一種實施方式中，在谷氨酸棒桿菌G01中過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP，生產L-谷氨酸。

在本發明的一種實施方式中，在鈍齒棒桿菌SDNN403中過表達功能性攝鉀蛋白CglK和陽離子轉運ATP酶CTAP，生產L-精氨酸。