[发明专利]产生O-乙酰高丝氨酸的微生物和利用所述微生物产生O-乙酰高丝氨酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能够以高产量产生O-乙酰高丝氨酸的埃希氏菌属(Escherichia sp.)的菌株。另外，本发明还涉及利用所述菌株产生O-乙酰高丝氨酸的方法。 

背景技术

可以通过化学或生物学方式合成在动物饲料、食品和医药中使用的蛋氨酸。 

在化学合成途径中，蛋氨酸基本上是通过水解5-[2-甲基巯基乙基]乙内酰脲产生的。然而，合成蛋氨酸的不利之处在于以L-型和D-型的混合物的形式存在，这需要困难的额外方法将它们彼此分开。为了解决该问题，本发明的发明人开发了用于选择性地合成L-蛋氨酸的生物学方法，L-蛋氨酸是已有专利申请(WO 2008/103432)要求保护的化学物质。该方法(简称为“两步法”)包括发酵产生L-蛋氨酸前体以及由L-蛋氨酸前体向L-蛋氨酸的酶促转化。所述蛋氨酸前体优选包括O-乙酰高丝氨酸和O-琥珀酰高丝氨酸。就对常规方法存在的问题的克服对所述两步法进行评价，所述常规方法存在的问题例如硫化物的毒性、蛋氨酸和SAMe在蛋氨酸合成中的反馈调控，以及胱硫醚γ合酶、O-琥珀酰高丝氨酸硫化氢解酶和O-乙酰高丝氨酸硫化氢解酶对中间产物的降解。另外，与产生DL-蛋氨酸的常规化学合成法相比，所述两步法具有以下优点：仅对L-蛋氨酸具有选择性，并且伴随产生作为有用副产物的有机酸，例如琥珀酸和乙酸。 

作为蛋氨酸生物合成途径中的中间产物，O-乙酰-高丝氨酸被用作产生蛋氨酸的前体(WO 2008/013432)。如下式所示，在O-乙酰转移酶的协助下由L-高丝氨酸和乙酰-CoA合成O-乙酰-高丝氨酸： 

L-高丝氨酸+乙酰-CoA→O-乙酰-高丝氨酸。 

在本申请的受让人的美国专利申请第12/062835号中公开了其中引入了负责天冬氨酸激酶活性和高丝氨酸脱氢酶活性的thrA基因和编码高丝氨酸乙酰转移酶的源自奇球菌(Deinococcus)的metX基因从而分别提高L-高丝氨酸和O-乙酰高丝氨酸的生物合成的微生物株，和利用所述微生物株高产量地产生O-乙酰高丝氨酸的方法。 

关于这一点，本发明的发明人认为增强负责高丝氨酸生物合成途径中催化反应的其他三种酶能够以更高于US12/062835所述方法的产量产生O-乙酰高丝氨酸，其中所述其他三种酶为磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)、天冬氨酸氨基转移酶(aspC)和天冬氨酸半醛脱氢酶(asd)。 

与根据本发明的共同增强(concomitant enhancement)参与从磷酸烯醇式丙酮酸到O-乙酰高丝氨酸的转化的一系列酶类似，已经尝试通过同时表达在由天冬氨酸衍生的L-氨基酸(例如L-赖氨酸、L-苏氨酸和L-蛋氨酸)的生物合成中发挥重要作用的酶来提高L-氨基酸的产量。 

EP00900872涉及在大肠杆菌(Escherichia coli)中有效地产生L-赖氨酸，其特征在于提高参与赖氨酸生物合成的一系列酶的活性，所述酶包括二氢吡啶二羧酸合酶(dapA)、天冬氨酸激酶(lysC)、二氢吡啶二羧酸还原酶(dapB)、二氨基庚二酸脱氢酶(ddh)、四氢吡啶二羧酸琥珀酰酶(tetrahydropicolinatesuccinylase，dapD)、琥珀酰二氨基庚二酸脱酰酶(succinyl diaminopimelatediacylase，lysE)、天冬氨酸半醛脱氢酶(asd)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)。日本专利第JP2006-520460和JP2000-244921号公开了通过提高天冬氨酸半醛脱氢酶(asd)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(ppc)、天冬氨酸激酶(thrA)、高丝氨酸脱氢酶(thrA)、高丝氨酸激酶(thrB)和苏氨酸合酶(thrC)的活性从而在大肠杆菌中有效产生L-苏氨酸。另外，WO 2007/012078公开了能够产生水平增加的L-蛋氨酸的棒杆菌(Corynebacterium)重组菌株，其中编码天冬氨酸激酶(lysC)、高丝氨酸脱氢酶(hom)、高丝氨酸乙酰转移酶(metX)、O-乙酰高丝氨酸硫化氢解酶(metY)、胱硫醚γ合酶(metB)、维生素B₁₂依赖性甲基转移酶(metH)、维生素B₁₂非依赖性蛋氨酸合酶(metE)、甲基四氢叶酸还原酶(metF)和葡萄糖6-磷酸脱氢酶(zwf)的基因的表达水平提高，而编码蛋氨酸阻遏物蛋白(mcbR)、高丝氨酸激酶(hsk)、S-腺苷甲硫氨酸合成酶(metK)和苏氨酸脱氢酶(livA)的基因的表达水平降低。