[發明專利]增強VOC family protein基因的表達提高谷氨酰胺轉氨酶產量的方法

在審

• 申請號: 202011565695.X
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN114686408A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 步國建;武立清;白林泉
• 申請（專利權）人: 泰興市東圣生物科技有限公司;江蘇東匯生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N9/10;C12N15/76;C12N15/31;C12R1/465
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 夏思秋

本發明公開了一種提升谷氨酰胺轉氨酶產量的方法，通過增強VOC family protein基因SMDS_2194的轉錄水平，進而提高谷氨酰胺轉氨酶產量的方法。通過在茂原鏈霉菌C2中，利用人工強啟動子kasOp*過量表達內源VOC family protein基因SMDS_2194，得到高產谷氨酰胺轉氨酶的突變株TGS102。增強VOC family protein基因SMDS_2194的轉錄水平可明顯提高谷氨酰胺轉氨酶產量。本發明所得的工程菌株TGS102的谷氨酰胺轉氨酶發酵終產量在實驗室搖瓶水平下較對照菌株提高105.48％。

技術領域

本發明屬于生物工程領域，涉及一種增強VOC family protein基因SMDS_2194的表達提高谷氨酰胺轉氨酶產量的方法。

背景技術

谷氨酰胺轉氨酶(TGase)是由茂原鏈霉菌(Streptomyces mobaraensis)產生的一種單亞基蛋白，它能夠催化蛋白質中谷氨酰胺殘基的γ-酰胺基和賴氨酸的ε-氨基之間進行酰胺基轉移反應，形成ε-(γ-谷酰胺)-賴氨酸的異型肽鍵，從而改變蛋白質的功能性質。TGase是一種外分泌蛋白，在胞內以前體蛋白加信號肽，即pre-pro-TGase的形式存在，通過跨膜運輸，識別信號肽，并以pro-TGase的前體蛋白的形式轉運到胞外，Pro-TGase不具有催化活性，因此，在胞外須將pro部分切割形成成熟的具有催化活性的TGase，主要為：pro-TGase經過內切金屬蛋白酶TAMEP從N端切割一段多肽序列，得到FRAP-TGase，此時的酶已經具有一定的催化能力，可以催化蛋白質交聯成多聚物；再經過絲氨酸蛋白酶TAP的切割，切掉N端四肽 Phe-Arg-Ala-Pro(即FRAP)，形成最終成熟的TGase。該酶分子量為37.9kD，由331個氨基酸組成，活性中心含有一個半胱氨酸殘基。

基于TGase獨特的蛋白交聯功能，使其在很多領域中都發揮著重要的作用，在食品加工業中其作用尤為突出。包括在肉制品加工過程中，增強了肉制品中的蛋白質網絡結構，提高彈性、硬度等性質，使肉制品不受高溫以及冷凍的影響、提高原料的來源及利用率、提高肉制品的保水性和產品得率以及增加肉制品的營養價值；在乳制品加工過程中，增加凝膠強度，使其具有較強的耐酸及耐熱性，提高奶制品的質量、改善乳制品的乳化特性以及提高其熱穩定性、降低乳制品的脂肪含量及提高保水性；同時，在面制品、烘焙食品、大豆蛋白產品以及包裝膜制品等加工過程中，均具有重要的應用價值。而由于TGase的反應特性，在紡織工業、生物技術領域及醫藥領域同樣有很大的應用前景。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述問題，本發明的目的是提供高產TGase的菌株TGS102，以及一種通過增強VOC family protein基因SMDS_2194的轉錄水平以提高TGase發酵水平的方法。本發明基于基因組學信息，選擇VOC family protein基因SMDS_2194，通過在茂原鏈霉菌C2中利用人工強啟動子kasOp*過量表達內源的VOC family protein基因SMDS_2194 的表達，最終提升谷氨酰胺轉氨酶產量。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種茂原鏈霉菌C2，由泰興東圣生物科技有限公司經菌種誘變獲得，所述菌株的分類名為茂原鏈霉菌Streptomyces mobaraensis C2，保藏于中國典型培養物保藏中心 (CCTCC)，保藏編號為CCTCC NO：M 2020194，保藏日期為2020年6月10日。

本發明還提供了一種高產TGase的菌株TGS102，所述菌株通過增強VOC familyprotein 基因SMDS_2194的轉錄水平而獲得的。

進一步的，該類菌株由茂原鏈霉菌C2過量表達來源于茂原鏈霉菌C2的VOC familyprotein基因SMDS_2194后獲得。

進一步的，該類菌株通過在茂原鏈霉菌C2中利用人工強啟動子kasOp*過量表達內源的 VOC family protein基因SMDS_2194后獲得。