[發(fā)明專利]一種高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌及提高L-絲氨酸生產(chǎn)的方法

在審

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• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115960773A
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉梅;劉安倩;葉錦方;史勁松;許正宏
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/38;C12P13/06;C12R1/15
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王玉仙

本發(fā)明涉及一種高產(chǎn)L?絲氨酸的谷氨酸棒桿菌及提高L?絲氨酸生產(chǎn)的方法，該菌株命名為谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium?glutamicum)A36?pDser，于2018年01月11日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為CGMCCNo.15172。本發(fā)明得到的谷氨酸棒桿菌生產(chǎn)L?絲氨酸的產(chǎn)量達(dá)到33.7g/L，相對于出發(fā)菌提高了10.86％，并且在添加α?酮戊二酸后，生物量變化不大，L?絲氨酸產(chǎn)量又提高了36.2％，大大提高了利用谷氨酸棒桿菌生產(chǎn)L?絲氨酸的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌及提高L-絲氨酸生產(chǎn)的方法。

背景技術(shù)

L-絲氨酸是目前三十個最具潛力的化學(xué)和材料領(lǐng)域的骨架化合物，在化妝品、食品及醫(yī)藥領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但一直缺乏較為經(jīng)濟(jì)、有效的工業(yè)化生產(chǎn)方法，國內(nèi)80％以上L-絲氨酸是通過毛發(fā)酸水解提取，有國際企業(yè)采用酶法半合成技術(shù)，但仍存在轉(zhuǎn)化率低、前體物甘氨酸昂貴等難題，導(dǎo)致L-絲氨酸價格居高不下。與酶法、酸水解法相比，微生物發(fā)酵法生產(chǎn)L-絲氨酸具備污染小，成本低等優(yōu)勢，但其發(fā)展一直相對滯后。實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵法生產(chǎn)L-絲氨酸對完善我國氨基酸品種具有重要意義。然而這種生產(chǎn)方法由于受到菌株的限制，始終沒有獲得進(jìn)一步的突破，這也使得L-絲氨酸成為瓶頸氨基酸。

谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium?glutamicum)是重要的氨基酸生產(chǎn)菌株，廣泛應(yīng)用于發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸、賴氨酸和纈氨酸等。近幾年國內(nèi)外采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)L-絲氨酸的主要研究有：田丹丹等報(bào)道甲基營養(yǎng)型菌株假單胞菌WGP35利用甲醇產(chǎn)L-絲氨酸25g/L；楊慧等報(bào)道黃色短桿菌C-11利用糖產(chǎn)L-絲氨酸22.65g/L；中國專利CN201510570110.6公開了一種促進(jìn)谷氨酸棒桿菌生長及產(chǎn)L-絲氨酸的方法，在谷氨酸棒桿菌SYPS-062-33aΔSSA的培養(yǎng)過程中加入原兒茶酸，最終產(chǎn)量達(dá)到19.7511；中國專利CN201310389798.9公開了一株抗L-絲氨酸反饋抑制的谷氨酸棒桿菌SYPS-062的構(gòu)建方法，其通過在谷氨酸棒桿菌SYPS-062的基因組水平改造其3-磷酸甘油酸脫氫酶編碼基因serA獲得，搖瓶發(fā)酵中，重組菌產(chǎn)量為21-26g/L，較出發(fā)菌株提高近2.4倍；中國專利CN202011001880.6公開了一種含有氨基脫氧分支酸合成酶突變體的谷氨酸棒桿菌，發(fā)酵生產(chǎn)L-絲氨酸的產(chǎn)量達(dá)到30.4g/L。但這無法滿足L-絲氨酸的實(shí)際生產(chǎn)，L-絲氨酸的產(chǎn)量仍待進(jìn)一步提升。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)室適應(yīng)性進(jìn)化提供了一種高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌，發(fā)酵后產(chǎn)量達(dá)到33.7g/L，隨后為了進(jìn)一步提高L-絲氨酸的產(chǎn)量，將α-酮戊二酸添加到谷氨酸棒桿菌A36-pDser全合成培養(yǎng)基中進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加12mMα-酮戊二酸后谷氨酸棒桿菌A36-pDser的生物量變化不大，L-絲氨酸產(chǎn)量提高36.2％，提高了利用谷氨酸棒桿菌生產(chǎn)L-絲氨酸的效率，而是否添加α-酮戊二酸對出發(fā)菌株A36無顯著影響。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌，命名為谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium?glutamicum)A36-pDser，于2018年01月11日保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏編號為CGMCC?No.15172。

本發(fā)明的第二個目的是提供上述高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌在生產(chǎn)L-絲氨酸中的應(yīng)用。

進(jìn)一步地，以蔗糖為底物進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。

進(jìn)一步地，所述的發(fā)酵生產(chǎn)為將高產(chǎn)L-絲氨酸的谷氨酸棒桿菌接種至種子培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)獲得種子液，再將種子液轉(zhuǎn)接至發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)。

進(jìn)一步地，按質(zhì)量百分比計(jì)，所述種子培養(yǎng)基的組成為：蔗糖1-10％、腦心浸液1-10％、硫酸銨1-5％、硫酸鎂0.01-0.1％、磷酸二氫鹽0.01-0.1％、磷酸氫鹽0.01-0.1％。