[发明专利]一种重组甲基营养杆菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种重组甲基营养杆菌及其应用。

背景技术

L-丝氨酸属生糖氨基酸，是组成蛋白质的20种基本氨基酸之一。L-丝氨酸虽属于非必需氨基酸，但具有许多重要的生理功能和作用：L-丝氨酸是合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体；L-丝氨酸的羟基经磷酸化作用后，能衍生出具重要生理功能的磷丝氨酸，磷丝氨酸具有解除疲劳、恢复体力等功效；L-丝氨酸具有稳定滴眼液pH值的作用，且滴眼后无刺激性；L-丝氨酸是重要的自然保湿因子(NMF)之一，是皮肤角质层保持水分的主要角色，高级化妆品中的关键添加剂；同时丝氨酸的衍生物也具有优良的药用和生物活性，如α一取代丝氨酸被应用于设计肽，而且是免疫抑制剂ISP(多球壳菌素myriocin，嗜热菌杀酵母素thermozymocidin)和免疫激活剂、神经鞘真菌素E等生物活性物质的有效组成部分；由L-丝氨酸制成的偶氮丝氨酸常用于治疗肿瘤。

在世界氨基酸生产行业中，L-丝氨酸是工业化生产难度较大的氨基酸。虽然L-丝氨酸可从蚕丝水解液中提取，但是，其得率低、成本高、利润薄。由于技术原因，我国目前还不能大规模地生产L-丝氨酸，国内使用的L-丝氨酸基本靠国外进口。目前L-丝氨酸的生产方法主要有蛋白质水解法、化学法和微生物发酵法三种方法。国内主要采用蛋白质水解法生产L-丝氨酸，但其产量低、效率低、成本高，国外应用较多的方法是利用微生物发酵生产L-丝氨酸。

L-丝氨酸处于氨基酸代谢的中间位置，在体内代谢运转速度极快。与其他氨基酸相比，L-丝氨酸很难直接利用微生物发酵法生产。现有的L-丝氨酸生产方法大多采用以甘氨酸、甘氨酸三甲内盐或甘油酸为前体利用微生物发酵生产，所采用的微生物种类较多，大致可以分为两类，即甲基营养型细菌和异养型细菌(如嗜甘氨酸棒杆菌、诺卡氏菌等)。其中研究得最多、L-丝氨酸产量最高的是甲基营养型细菌。

甲基营养型细菌是一类可以利用甲醇等单碳化合物作为唯一碳源和能源进行生长的微生物。根据其利用碳源情况的不同，甲基营养型细菌可以分为以下三类：1、严格甲基营养型细菌(obligate methylotrophs)，如Methylobacillu.s，此类细菌只能利用单碳化合物作为唯一碳源进行生长；2、限制性兼性甲基营养型细菌(restrictedfacultative methylotrophs)，如Methylophilu.s，此类细菌除了能在以单碳化合物为碳源的培养基上生长外，还能利用小范围的多碳化合物作为碳源和能源；3、典型的兼性甲基营养型细菌(typical facultative methylotrophs)，如Methylovoru.s，此类细菌比限制性兼性甲基营养型细菌利用的多碳化合物的类型更多。由于甲基营养型细菌具有极为相似的形态学和代谢机制的特点，用于分类到不同属或种的标准还得根据其遗传和生理生化特性来决定。