[發明專利]一種提高L-谷氨酸生產效率的谷氨酸棒桿菌的構建及應用

在審

• 申請號: 202110992844.9
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113667627A
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王小元;李賀丹;李姿含;胡曉清;李燁
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/77;C12N15/53;C12P13/14;C12R1/15
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 仇鈺瑩

本發明公開了一種提高L?谷氨酸生產效率的谷氨酸棒桿菌的構建及應用，屬于基因工程和發酵工程領域。本發明在谷氨酸棒桿菌中敲除谷氨酸棒桿菌基因組上分枝菌酸酮酰基還原酶基因cmrA，使獲得的C.glutamicum△cmrA在發酵培養基中L?谷氨酸產量為13.14g/L，是出發菌株C.glutamicum ATCC 13869產量的10.77倍。本發明的方法提供了一種提高谷氨酸棒桿菌中氨基酸產量的新策略，在氨基酸的工業生產中有巨大的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種提高L-谷氨酸生產效率的谷氨酸棒桿菌的構建及應用，屬于基因工程和發酵工程領域。

背景技術

L-谷氨酸是生物機體內氮代謝的基本氨基酸之一，可用于治療肝性昏迷。另外，L-谷氨酸廣泛應用于味精、香料、動物飼料和保健品的生產。

谷氨酸棒桿菌是重要的工業微生物，在L-谷氨酸生產方面具有天然優勢。它的細胞壁由共價連接的肽聚糖(PG)，阿拉伯半乳聚糖(AG)，分枝菌酸(MA)以及糖脂組成的外層松散結構組成。位于外層的分枝菌酸層破壞后會顯著改變細胞的通透性，有利于氨基酸和其它高附加值的生物合成產物的外排。

用于破壞分枝菌酸層誘導L-谷氨酸外排的傳統方式是生物素限制，添加表面活性劑吐溫40或者亞致死量的抗生素青霉素等，這些方法耗費大量的人力物力且有操作復雜容易引入污染等缺陷。因此，通過代謝工程改造獲得谷氨酸棒桿菌分枝菌酸精簡的L-谷氨酸高產菌株具有重大的應用價值。

發明內容

本發明提供了谷氨酸棒桿菌中敲除谷氨酸棒桿菌基因組上分支菌酸酮酰基還原酶基因cmrA得到突變菌谷氨酸棒桿菌△cmrA，谷氨酸棒桿菌△cmrA菌株在發酵培養基中，可以高效合成L-谷氨酸。

本發明提供一種谷氨酸棒桿菌，所述谷氨酸棒桿菌敲除了基因組上分支菌酸酮酰基還原酶基因cmrA。

在一種實施方式中，所述分支菌酸酮酰基還原酶基因cmrA具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

在一種實施方式中，所述谷氨酸棒桿菌為谷氨酸棒桿菌(Corynebacteriumglutamicum)ATCC 13869。

本發明還提供了分支菌酸酮酰基還原酶基因在提高谷氨酸棒桿菌細胞通透性，或提高氨基酸合成效率方面的應用。

在一種實施方式中，所述應用是敲除或沉默谷氨酸棒桿菌基因組中的分支菌酸酮酰基還原酶基因。

本發明還提供一種提高發酵產品產量的方法，所述方法是敲除谷氨酸棒桿菌基因組上分支菌酸酮酰基還原酶基因cmrA，所述分支菌酸酮酰基還原酶基因cmrA具有SEQ IDNO.1所示的核苷序列。

在一種實施方式中，所述發酵產品包括但不限于谷氨酸棒桿菌的代謝產物。

在一種實施方式中，所述發酵產品為氨基酸或有機酸；所述氨基酸包括但不限于：丙氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、脯氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、天冬酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、賴氨酸或精氨酸；所述有機酸包括但不限于：檸檬酸、丙酮酸、乳酸、葡萄糖酸、衣康酸或蘋果酸。

本發明還提供所述重組谷氨酸棒桿菌在發酵培養基中合成L-谷氨酸的應用。

在一種實施方式中，所述方法是將所述谷氨酸棒桿菌接種在發酵培養基中，于25-35℃，有氧條件下培養至少48小時。

在一種實施方式中，所述方法是將所述谷氨酸棒桿菌接種在發酵培養基中，于25-35℃，150～250rpm培養48～72小時。