[發明專利]一種谷氨酸外排蛋白突變體及其應用

在審

• 申請號: 202011267094.0
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN113493500A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 朱蕾蕾;聶志華
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業生物技術研究所
• 主分類號: C07K14/34
• 分類號: C07K14/34;C12N15/31;C12N15/77;C12N1/21;C12P13/14;C12R1/15
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本發明公開了一種谷氨酸外排蛋白突變體及其應用。本發明通過定向進化的方法獲得了谷氨酸外排能力提高的外排突變體，并提供了一種生產L?谷氨酸的方法，包括如下步驟：在受體菌中表達所述谷氨酸外排蛋白突變體，得到重組菌；對所述重組菌進行發酵培養，從發酵液中獲得谷氨酸。本發明為豐富谷氨酸外排的理解及提高生產中谷氨酸的產量奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及一種谷氨酸外排蛋白突變體及其應用。

背景技術

谷氨酸棒桿菌的歷史始于20世紀50年代，當時日本科學家Kinoshita和Udaka分離出這種細菌并發現了它們分泌大量谷氨酸的能力。后來，用細菌發酵來生產谷氨酸，從而完全用生物過程取代化學合成。隨后，該細菌不斷被科學家研究，并利用其獨特的生理學特性來改善谷氨酸的生產。此外，谷氨酸棒桿菌現已成為生產各種氨基酸的工業主力菌。在氨基酸市場中，廣泛用作增味劑的L-谷氨酸市場規模巨大，每年生產總量約321萬噸，占氨基酸生產總量的50％左右。因此，研究如何提高谷氨酸的產量是十分必要的。

但近年來隨著分子生物學的快速發展，分子生物學技術在谷氨酸研究領域的應用越來越廣泛，大量谷氨酸發酵的機理被不斷揭示。2018年中國科學院天津工業生物技術研究所的鄭平課題組在谷氨酸棒桿菌中發現一種新的谷氨酸外排通道蛋白，mscCG2基因編碼的外排蛋白，其具有3個跨膜結構域，定位于細胞質膜，是一種機械敏感通道蛋白，與MscCG相比氨基酸相似度只有23％。目前對于這類外外排蛋白的研究及分子改造較少，未發現通過突變提高其外排能力的文獻。所以，通過對外排蛋白進行基因改造，篩選出外排谷氨酸能力較強的L-谷氨酸棒桿菌菌株，從而提高谷氨酸產量是非常有必要的。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種外排能力提高的谷氨酸外排蛋白突變體及其編碼基因和相關應用。

第一方面，本發明要求保護谷氨酸外排蛋白突變體。

本發明所要求保護的谷氨酸外排蛋白突變體，為將MscCG2谷氨酸外排蛋白進行點突變后所得，突變位點含有(或為)如下中的部分或全部：自N端起第60位、149位、165位、269位和279位。

優選的，所述谷氨酸外排蛋白突變體的氨基酸序列與僅含有上述各突變位點的序列相比具有95％以上的同一性。

進一步地，所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第165位。

進一步地，所述谷氨酸外排蛋白突變體可為如下任一：

(A1)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第165位(對應突變體M1)；

(A2)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第165位和第60位(對應突變體M2)；

(A3)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第149位(對應突變體M4)；

(A4)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第60位(對應突變體M5)；

(A5)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第269位(對應突變體M6)；

(A6)所述谷氨酸外排蛋白突變體為將所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位點(或如下位點)的氨基酸殘基進行點突變后得到的蛋白：自N端起第279位(對應突變體M7)；