[發明專利]增強超氧化物歧化酶基因的表達提高谷氨酰胺轉氨酶產量的方法

在審

• 申請號: 202011565728.0
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN114686409A
• 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: 江蘇東匯生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/76;C12R1/465
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 夏思秋

本發明公開了一種增強超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase.Ni)基因SMDS_2075的轉錄水平的谷氨酰胺轉氨酶高產菌株TGS101及其制備與發酵方法，基于基因組學，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Superoxide dismutase.Ni基因SMDS_2075，得到高產谷氨酰胺轉氨酶的突變株TGS101，可明顯提高谷氨酰胺轉氨酶產量。本發明所得的工程菌株TGS101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31.30％，同時使發酵成本大幅降低。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，涉及一種增強超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase.Ni) 基因SMDS_2075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(Transglutaminase，EC 2.3.2.13，TGase)是由茂原鏈霉菌(Streptomyces mobaraensis)產生的，一種催化?；D移反應的酶，能催化蛋白質分子內或分子間的交聯、蛋白質和氨基酸之間的連接以及蛋白質分子內谷氨酰胺基的水解，從而改善蛋白質的結構和功能特性。微生物來源的TGase屬于胞外酶，可由發酵微生物直接分泌到培養基中，分子量為37.9kD，由331個氨基酸組成，在胞內以pre-pro-TGase的形式存在，通過跨膜運輸，識別信號肽，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，經過金屬蛋白酶TAMEP切割信號肽成為FRAP-TGase，再經絲氨酸蛋白酶SM-TAP切割成為最終成熟的TGase。

TGase作為一種蛋白交聯劑，因其穩定性好、使用安全等優點而被廣泛應用，在食品領域用于肉類加工能顯著改善低肉產品的質地，如TGase催化的酰基轉移反應產生的共價交聯可以增強肉制品的質地、凝膠強度、彈性和保水性，而無不良影響；乳品中所含的酪蛋白、乳球蛋白等是TGase的良好底物，這是因為酪蛋白低程度的三級結構、隨機的螺旋排列及二硫鍵使得TGase易于和酪蛋白結合，TGase能在不改變酪蛋白功能特性的情況下改善酪蛋白流變性能，同時催化酪蛋白形成膠束結構；采用TGase為交聯劑，通過復凝聚法制備黑胡椒精油膠囊，發現使用交聯劑對黑胡椒精油膠囊具有良好的核保護作用，可用于運輸活性成分萜烯，或用于其他生物活性成分的系統遞送等等。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

為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種增強超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase.Ni)基因SMDS_2075轉錄水平的谷氨酰胺轉氨酶高產菌株TGS101及其制備與發酵方法，基于基因組學，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Superoxide dismutase.Ni基因SMDS_2075，可以提高谷氨酰胺轉氨酶產量。

本發明中提到的Superoxidedismutase.Ni基因SMDS_2075過量表達突變株和谷氨酰胺轉氨酶高產菌株均指TGS101。

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TGS101，所述菌株通過增強Superoxidedismutase. Ni基因SMDS_2075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Superoxidedismutase.Ni基因SMDS_2075后獲得。