[发明专利]原产L-苯丙氨酸的产L-色氨酸的基因工程重组大肠杆菌以及用所述微生物来生产L-色氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及产L-色氨酸的微生物以及用其生产L-色氨酸的方法。更 具体地，本发明涉及通过基因工程制造的产色氨酸的重组大肠杆菌以及 利用该大肠杆菌生产L-色氨酸的方法，其中通过使产L-苯丙氨酸的大肠 杆菌KFCC 10066突变体缺失其色氨酸缺陷型，阻断L-苯丙氨酸生物合 成并增强与色氨酸生物合成有关的基因来实现。

背景技术

L-色氨酸是必需氨基酸之一，由于其催眠效果或镇静效果已被用作 饲料添加剂或包括注射剂在内的药物原材料以及保健食品。已经通过化 学合成，酶反应和微生物发酵来生产L-色氨酸。

对于化学合成而言，需要高温高压反应并且反应产物中同时包含了 D型和L型色氨酸，这使得纯化过程不容易。酶反应存在的问题是，用 作底物的吲哚和丝氨酸价格昂贵并且酶不稳定，如Mitsui Toatsu的专利 说明书中所述(韩国专利公开号90-005773)。

因此，L-色氨酸生产主要依靠利用微生物的直接发酵。根据常规微 生物发酵的L-色氨酸生产大部分是用具有控制区突变的各种微生物的缺 陷型和突变体来实施，包括大肠杆菌和棒状杆菌。自1980年起随着重组 DNA技术的惊人发展，人们发现了代谢途径及其调控机制。从此，研究 人员利用基因操作技术成功地开发了优异的重组菌株，这带来了产量的 显著提高。

一些与利用微生物直接发酵来生产色氨酸有关的韩国专利分别描述 了利用具有色氨酸类似物抗性或缺陷型的突变菌株来生产色氨酸(韩国 专利公开号87-1813，90-8251和92-7405)和利用重组菌株生产色氨酸 (韩国专利公开号90-5772和91-5672)。在利用色氨酸类似物抗性菌株 的情况下，其主要目标是克服在色氨酸生物合成中酶的反馈抑制。在利 用重组菌株的情况下，克隆与色氨酸生物合成有关的基因是主要目标。 并且，上述方法实际上获得了很大的成功。然而，即使利用常规突变体 大肠杆菌生产L-色氨酸的常规方法具有使用廉价培养基生产L-色氨酸的 优点，其也具有低L-色氨酸产率的缺点。本发明的发明者们认为通过发 明者公司所开发和保有的大肠杆菌CJ285(KCCM-10534， PCT/KR2004/003030)的发酵来生产L-色氨酸同样具有低产率的问题。 因此，本发明的发明者们认为开发优异的突变菌株作为母本菌株对于通 过重组DNA技术使L-色氨酸的产量最大化来说很重要。

另一方面，由于芳香族氨基酸(L-色氨酸、L-苯丙氨酸和L-酪氨酸) 能够按通用代谢途径合成，本发明的发明者的公司开发和保有了产L-苯 丙氨酸的菌株(KFCC 10066，韩国专利公开号1985-0001232)。因此， 本发明的发明者认为通过基因工程技术适当的操作上述菌株能够提高L- 色氨酸的产率。因而，本发明的发明者利用产L-苯丙氨酸的菌株(KFCC 10066，韩国专利公开号1985-0001232)作为母本菌株以用于能高产率生 产L-色氨酸的重组大肠杆菌菌株，其通过缺失色氨酸缺陷型，阻断L-苯 丙氨酸生物合成和增强与色氨酸生物合成有关的基因实现。

发明内容

技术问题

本发明提供了从产L-苯丙氨酸的母本大肠杆菌菌株(KFCC 10066) 发展而来的产色氨酸菌株，其通过钝化染色体上的pheA、trpR、mtr和 tnaAB基因并通过突变染色体上的aroG和trpE基因，从而释放色氨酸缺 陷型、阻断L-苯丙氨酸生物合成但诱发色氨酸产生。

本发明的另一个目的在于提供一种通过直接发酵从而在含葡萄糖的 发酵培养基中培养上述重组大肠杆菌菌株来高浓度地生产L-色氨酸的方 法。

技术方案

上述目的以及本发明的其它目的可以通过本发明的以下实施方式来 实现。

下文中将更详细地描述本发明。