[發(fā)明專利]一種高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210377397.0
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114836361B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱益彬;丁振中;管平海;方祥;高小燕;徐俊山
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州日興生物科技股份有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/55;C12N15/56;C12N15/75;C12P19/26;C12P19/02;C12R1/07
• 代理公司: 南京智轉(zhuǎn)慧移知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32649
• 代理人: 朱進

本發(fā)明公開了一種高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株及其應(yīng)用，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。以模式菌株解淀粉芽孢桿菌DMS7為基礎(chǔ)，通過游離質(zhì)粒表達含有淀粉酶基因的信號肽的核苷酸序列的密碼子優(yōu)化的N?乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶基因，所述淀粉酶基因的信號肽的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述密碼子優(yōu)化的N?乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。本申請篩選得到適宜于GlcN生產(chǎn)的酶活高、轉(zhuǎn)化率高、耐高溫且穩(wěn)定性高的具有N?乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶活性的脫乙酰酶，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，不會被噬菌體侵蝕，且不需要提取轉(zhuǎn)乙酰酶和酶解后的滅酶等純化步驟，工藝流程簡化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

氨基葡萄糖(Glucosamine，GlcN)，又稱為葡萄糖胺，其分子式為C₆H₁₃O₅N。GlcN是天然的氨基單糖，在自然界中廣泛存在，其衍生物N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-D-glucosamine，GlcNAc)是甲殼素(又稱為幾丁質(zhì))的結(jié)構(gòu)單元。在微生物或動物來源的多糖中，GlcN通常以N-乙酰基衍生物(如甲殼素)或以3-O-α-羧乙基-D-葡萄糖胺(胞壁酸)的形式存在。在人體的軟骨組織、結(jié)締組織和細胞膜中，GlcN是代謝過程中多種生物大分子合成的中間產(chǎn)物。

由于GlcN逐漸被普及和廣泛使用，在過去的十多年，全球GlcN的需求量在不斷增加，刺激了其工業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展。目前，GlcN的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要是通過酸水解反應(yīng)得到，但酸水解反應(yīng)往往需要較苛刻的反應(yīng)條件。利用酸解法生產(chǎn)GlcN有兩種途徑：一種是利用幾丁質(zhì)生產(chǎn)GlcN，通過來源于甲殼類動物的幾丁質(zhì)在高溫條件下的酸水解得到GlcN；另一種是利用GlcNAc生產(chǎn)GlcN，將微生物發(fā)酵法得到的GlcNAc進行酸水解，脫乙酰基得到GlcN。但是在酸水解的過程中需要大量的酸試劑，會產(chǎn)生大量的廢酸，這會造成環(huán)境污染，同時也容易造成設(shè)備的損耗，并且在產(chǎn)品安全方面會存在潛在的問題。目前正在尋求能夠應(yīng)用于GlcN的工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)境友好型生產(chǎn)方法。從植物中提取GlcN這一生產(chǎn)過程需要長時間的提取和高溫，并且產(chǎn)量過低，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。之后的研究報道了生產(chǎn)GlcN和GlcNAc的生物技術(shù)方法，但是在使用重組大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)GlcN的過程中，GlcN降解速度快，并且其降解產(chǎn)物對宿主細胞具有抑制作用，這限制了GlcN產(chǎn)量的增加。且通過改造后的工程菌株的產(chǎn)量仍不是很高，且發(fā)酵過程中所需的葡萄糖較多，工業(yè)化成本高。雖然目前已有多種生產(chǎn)GlcN的環(huán)境友好型方法，但都尚未應(yīng)用于GlcN的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。因此，目前需要一種環(huán)境友好的，轉(zhuǎn)化率高、低成本且工藝簡單的GlcN生產(chǎn)方法來取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)酸解法脫乙酰工藝。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株；本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題在于提供該解淀粉芽孢桿菌工程菌株在高產(chǎn)氨基葡萄糖中的應(yīng)用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株，以模式菌株解淀粉芽孢桿菌DMS7為基礎(chǔ)，通過游離質(zhì)粒表達含有淀粉酶基因的信號肽的核苷酸序列的密碼子優(yōu)化的N-乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶基因，所述淀粉酶基因的信號肽的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，所述密碼子優(yōu)化的N-乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，所述淀粉酶基因的信號肽的核苷酸序列連接在N-乙酰氨基葡萄糖脫乙酰酶基因的N端。

進一步的，以枯草桿菌游離質(zhì)粒為表達載體構(gòu)建的高產(chǎn)氨基葡萄糖的解淀粉芽孢桿菌工程菌株。

進一步的，本申請所用的枯草桿菌游離質(zhì)粒為質(zhì)粒pMA5。