[發(fā)明專利]一種修飾的微生物及其在發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN115044523A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡丹;王亞迪;馮帆;趙津津;李巖
• 申請（專利權(quán)）人: 廊坊梅花生物技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/77;C12P13/08;C12R1/15
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發(fā)明涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修飾的微生物及其在發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)失活微生物中特定的假定轉(zhuǎn)座酶能夠顯著提高菌株的代謝產(chǎn)物生產(chǎn)能力。通過將谷氨酸棒桿菌染色體上的Cgl0898、Cgl0899、Cgl1882、Cgl1883基因進(jìn)行缺失突變構(gòu)建得到修飾的谷氨酸棒桿菌，經(jīng)發(fā)酵驗證，修飾的谷氨酸棒桿菌的賴氨酸產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率均顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種修飾的微生物及其在發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)是革蘭氏陽性微生物，具有生長速度快、非致病、對自身代謝物降解能力弱的特性。作為傳統(tǒng)工業(yè)微生物，谷氨酸棒桿菌廣泛用于生產(chǎn)多種氨基酸、核苷酸及其他有機(jī)酸。

谷氨酸棒桿菌用于生產(chǎn)氨基酸的歷史可追溯到20世紀(jì)60年代，最早由日本協(xié)和公司發(fā)現(xiàn)，谷氨酸棒桿菌可以在自然環(huán)境下生產(chǎn)谷氨酸，誘變的谷氨酸棒桿菌還可以生產(chǎn)賴氨酸、纈氨酸等多種氨基酸。隨著代謝工程技術(shù)和基因組測序技術(shù)的快速發(fā)展，對谷氨酸棒桿菌的代謝路徑研究越來越清晰，研究者們陸續(xù)鑒定到很多遺傳學(xué)上的高產(chǎn)機(jī)理，并實(shí)現(xiàn)了多種代謝產(chǎn)物的高效生產(chǎn)。

對于氨基酸的高效生產(chǎn)，可通過很多途徑來實(shí)現(xiàn)，比如解除產(chǎn)物的反饋抑制，強(qiáng)化產(chǎn)物末端合成途徑的關(guān)鍵酶，或強(qiáng)化相關(guān)酶的輔因子的供應(yīng)，優(yōu)化中央代謝的碳流分配，以及阻斷競爭支路等。由于微生物的代謝網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜，除了上述常用的改造策略外，仍有一些其他未知的突變，包括點(diǎn)突變和基因缺失等，能夠?qū)ξ⑸锏暮铣纱x和分解代謝產(chǎn)生干擾，對代謝物的積累造成正面或負(fù)面的影響。開發(fā)新的代謝工程改造靶點(diǎn)對于提高發(fā)酵菌株的生產(chǎn)能力具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種修飾的微生物及其在發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用。

目前對于發(fā)酵微生物的代謝工程改造多集中在代謝途徑相關(guān)酶或調(diào)控蛋白的改造。本發(fā)明的發(fā)明人在多年的研究中意外地發(fā)現(xiàn)，谷氨酸棒桿菌基因組中特定的假定轉(zhuǎn)座酶雖然屬于功能較為邊緣化的假定蛋白，但是其失活卻能夠顯著提高菌株對特定代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)能力，推測其失活可能減少細(xì)胞的代謝負(fù)擔(dān)或產(chǎn)生其它有利于目標(biāo)代謝產(chǎn)物積累的有益作用。根據(jù)此發(fā)現(xiàn)，發(fā)明人構(gòu)建了多株轉(zhuǎn)座酶失活的菌株，這些菌株的賴氨酸產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率較未失活轉(zhuǎn)座酶的出發(fā)菌株相比均明顯提高。

具體地，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供轉(zhuǎn)座酶的活性降低或喪失在提高微生物的代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)能力中的應(yīng)用。

第二方面，本發(fā)明提供轉(zhuǎn)座酶的活性降低或喪失在構(gòu)建用于發(fā)酵生產(chǎn)微生物代謝產(chǎn)物的微生物中的應(yīng)用。

上述第一方面和第二方面的應(yīng)用中，所述微生物為棒桿菌屬微生物，優(yōu)選為谷氨酸棒桿菌。

上述第一方面和第二方面的應(yīng)用中，所述代謝產(chǎn)物優(yōu)選為氨基酸或其衍生物，更優(yōu)選為賴氨酸或其衍生物。

本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)座酶為棒桿菌屬微生物的基因組上標(biāo)注為轉(zhuǎn)座酶或假定轉(zhuǎn)座酶的蛋白。

對于谷氨酸棒桿菌而言，優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)座酶為具有SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列的蛋白中的一種或多種。

作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，上述活性降低或喪失的轉(zhuǎn)座酶為2個，分別具有SEQID NO.1和SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。

作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，上述活性降低或喪失的轉(zhuǎn)座酶為2個，分別具有SEQID NO.3和SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列。

作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，上述活性降低或喪失的轉(zhuǎn)座酶為4個，分別具有SEQID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列。