[發明專利]一種提高L-組氨酸產量的方法

有效

• 申請號: 202011639584.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112779198B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 劉龍;陳堅;王淼;呂雪芹;堵國成;李江華;劉延峰;李夢瑩
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/54;C12N9/12;C12N9/10;C12N15/70;C12N15/74;C12P13/24;C12R1/19;C12R1/43
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發明涉及一種提高L?組氨酸產量的方法。本發明通過使用操作條件安全、溫和、可控性強的ARTP誘變方法，獲得了突變率更高的突變庫，結合L?組氨酸結構類似物篩選，經過十次傳代后，獲得了穩定的L?組氨酸高產突變株，進一步分析了誘變后高產菌株的L?組氨酸合成相關基因的突變情況，比對篩選得到能夠促進L?組氨酸產量提高的5?磷酸核糖?1?焦磷酸合成相關基因Prs和ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG突變體，在生產L?組氨酸的宿主菌中表達Prs和hisG基因中的一種或兩種，能夠有效提高L?組氨酸的產量。為進一步代謝工程改造粘質沙雷氏菌或其他菌株生產L?組氨酸奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及代謝工程技術領域，尤其涉及一種提高L-組氨酸產量的方法。

背景技術

L-組氨酸，又名α-氨基-β-咪唑基丙酸，是分子中含有咪唑核的堿性氨基酸。在營養學的范疇里，組氨酸被認為是嬰幼兒必需的氨基酸。L-組氨酸具有多種生理功能，對生長、組織修復以及治療潰瘍和胃酸過多等均具有重要的作用，還可以作為添加劑用于治療過敏、風濕性關節炎以及貧血等疾病，因此，其被廣泛應用于醫藥食品等行業。

生產組氨酸的方法主要有蛋白水解法、化學合成法和微生物發酵法。其中水解蛋白質是組氨酸生產最為傳統的方法，但是，這種方法主要取決于富含天然蛋白質的資源(如血粉或大豆)的可用性，很難滿足人們對組氨酸日益增長的需求；而通過化學合成法生產組氨酸容易產生外消旋混合物，通常被認為是“非天然”化合物，難以獲得食品藥品監督管理局的批準，也較難被消費者接受；微生物發酵法是目前生產L-組氨酸的主流方法，因此L-組氨酸高產菌的選育成為當前的研究熱點。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種提高L-組氨酸產量的方法，通過使用操作條件安全、溫和、可控性強的ARTP誘變方法，獲得了突變率更高的突變庫，結合L-組氨酸結構類似物篩選，經過十次傳代后，獲得了穩定的L-組氨酸高產突變株，進一步分析了誘變后高產菌株的L-組氨酸合成相關基因的突變情況，比對篩選得到能夠促進L-組氨酸產量提高的突變基因。

本發明的第一個目的是提供一種提高L-組氨酸產量的方法，所述方法是在生產L-組氨酸的宿主菌中表達5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs和/或ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG，所述的5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

進一步地，所述的生產L-組氨酸的宿主菌為腸桿菌科菌株。

進一步地，所述的腸桿菌科菌株為大腸桿菌或粘質沙雷氏菌。

進一步地，所述的大腸桿菌為E.coli BL21。

進一步地，表達5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs和/或ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG是通過質粒表達或基因組表達。

進一步地，所述的質粒表達，是將5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs或ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG連接到pET28a載體上進行表達；或者是將5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs和ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG同時連接到pETDuet載體上進行表達。

本發明的第二個目的是提供一種L-組氨酸產量提高的重組菌，所述的重組菌表達了5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs和/或ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG，所述的5-磷酸核糖-1-焦磷酸合成基因Prs的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，ATP轉磷酸核糖基酶編碼基因hisG的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

進一步地，所述的重組菌是以大腸桿菌或粘質沙雷氏菌為宿主菌，以pET28a或pETDuet為載體。

本發明的第三個目的是提供一種所述的重組菌發酵生產L-組氨酸的方法，是將所述的重組菌接種至發酵培養基中，在28～32℃進行培養。