[發明專利]基因工程高產菌株淀粉酶產色鏈霉菌及ε-聚賴氨酸的生產方法和應用

有效

• 申請號: 202110597084.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113897301B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 譚之磊;董天宇;賈士儒;侯穎;唐昆鵬;周東浩;閆佳佳;許倍銘
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/21;C12N15/76;C12P13/02;C12R1/525
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 韓曉梅

本發明涉及一種基因工程高產ε?聚賴氨酸菌株淀粉酶產色鏈霉菌，所述淀粉酶產色鏈霉菌將脂肪酸合成代謝通路中的關鍵基因脂肪酸ACP合酶基因fabF在Streptomyces diastatochromogenes 6#?7中分別敲除得到的。本發明通過敲除脂肪酸合成代謝途徑中關鍵基因獲得基因工程重組菌株，經過實驗證實，該鏈霉菌基因工程菌株在相同情況下較原始菌株淀粉酶產色鏈霉菌TUST生產ε?聚賴氨酸的能力均有提高，為ε?聚賴氨酸生產提供了優良菌種。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，涉及基因工程菌株及其構建方法，尤其是一種基因工程高產菌株淀粉酶產色鏈霉菌及ε-聚賴氨酸的生產方法和應用。

背景技術

ε-聚賴氨酸是一種含有25-30個賴氨酸殘基的同型單體聚合物，其是一種具有抑菌功效的多肽，20世紀80年代初由日本學者Shima和Sakai首次將這種生物防腐劑應用于食品防腐。與傳統的化學防腐劑和生物防腐劑相比較，ε-聚賴氨酸水溶性好，熱穩定性高，抑菌譜廣，對于大部分細菌，部分真菌及某些病毒具有抑制作用。ε-聚賴氨酸屬于生物高分子材料，具有可食用，可降解及對人和環境沒有毒害的優點。因此被各領域廣泛使用，如食品，醫藥和材料等方面。

正是由于ε-聚賴氨酸具有以上優良性質和廣闊的市場前景，1989年日本智索股份有限公司(Chisso Corporation)首先利用微生物發酵技術工業化生產ε-聚賴氨酸。2001年，Kahar等提出采用兩階段pH控制策略來提升S.albulus S410菌株ε-聚賴氨酸的產量。隨著ε-聚賴氨酸的需求量不斷增大，國內外也有許多學者采用誘變育種等手段以期提高ε-聚賴氨酸的產量，Hiraki利用亞硝基胍對野生型菌株S.albulus No.346進行化學誘變，其中一株S.albulus 11011A高產突變株比出發菌株ε-聚賴氨酸產量高出約10倍。目前對于通過基因工程構建淀粉酶產色鏈霉菌菌株來提高ε-聚賴氨酸產量報道還比較少。

通過檢索，發現如下與本發明專利申請相關的公開文獻：

1.一株小白鏈霉菌基因工程菌及其構建方法與應用(CN 105441373 B)，公開了一種小白鏈霉菌基因工程菌Streptomyces.albulus PD-4，它是將來源于S.albulus PD-1基因組上的銨轉運蛋白基amtB進行過量表達，具有比白色鏈霉菌S.albulus PD-1(CCTCCM2011043)更高的ε-聚賴氨酸合成能力。雖然工程菌的ε-聚賴氨酸合成效率有所提高，但由于基因工程僅提高了單一代謝通路、而不是多條代謝通路的強度，因此小白鏈霉菌ε-PL產量仍有提升空間。

2.一種通過改造氨基酸代謝途徑制備地衣芽孢桿菌的方法及所得菌株的應用(CN108531438 A)，其通過基因工程的方法通過在地衣芽胞桿菌DW2基因組DNA序列中敲除bcaP基因，得到地衣芽胞桿菌DW2ΔbcaP，相對于地衣芽胞桿菌DW2來說，該菌株在桿菌肽發酵過程中發酵液中桿菌肽的產量提高了11％以上。

3.宋存江等發表的論文(Effects of Chromosomal Integration of theVitreoscilla Hemoglobin Gene(vgb)and S-Adenosylmethionine Synthetase Gene(metK)on ε-Poly-L-Lysine Synthesis in Streptomyces albulus NK660)中，在菌株Streptomyces albulus NK660中利用組成型啟動子ermE*表達vgb和metK基因，使ε-聚賴氨酸產量提高了26.67％，生物量也有所改善。

4.毛忠貴等(Understanding high ε-poly-l-lysine production byStreptomyces albulus using pH shock strategy in the level of transcriptomics)一文中，利用轉錄組學分析，敲除了信號轉導系統中的有關基因，說明了其對ε-聚賴氨酸的產量存在著重要的作用。