[发明专利]一种利用基因工程菌生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及基因工程菌的应用，具体涉及一种利用大肠杆菌TOP10/PBAD/Thio-TOPO-Arg-Bsub基因工程菌生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法。

背景技术

一、L-鸟氨酸的生理功能和其医疗保健价值：

L-鸟氨酸是一种非蛋白氨基酸，是生物体合成精氨酸、脯氨酸等蛋白质氨基酸的前体物质。L-鸟氨酸在生物体内能够转化成腐胺，尸胺，亚精胺，精胺等多胺，多胺有促进生物组织生长的作用。带正电荷的多胺能和带负电的DNA和RNA结合，促进生物体DNA的转录和RNA的翻译；多胺能和细胞膜上的蛋白质或磷脂结合，使膜保持其稳定性。

L-鸟氨酸能够有效的刺激脑垂体诱导释放生长激素，促进脂肪代谢，肌肉生长和肝细胞再生，有利皮肤和组织伤口的愈合和修复。研究显示，鸟氨酸能够促进胸腺、肝脏和心脏组织的再生、加强肌肉的生长，增强免疫系统的功能。临床应用显示L-鸟氨酸对外科手术、烧伤病人、普通感染性疾病和肿瘤癌症的治疗有明显好处，L-鸟氨酸制剂对急性病人的恢复、对肝脏疾病、肝硬化病人的治疗有积极的意义。

L-鸟氨酸是生物体尿素循环代谢环中的重要成员，鸟氨酸接受二个NH₄⁺离子和一分子的CO₂，形成一个L-精氨酸分子，在生物精氨酸酶的作用下，精氨酸被水解成鸟氨酸和尿素，尿素被排出生物体外起到排除血氨的生理功能。运动员补充L-鸟氨酸制品，肌肉的运动质量和强度在五周后会有显著提高。由于体育锻炼和剧烈体力活动可产生较多的血氨，引起肌体疲劳，而L-鸟氨酸能够吸收血氨抑制疲劳。

L-鸟氨酸的制剂，饮品和保肝护肝药品在国际市场上，具有一定的销售规模，L-鸟氨酸作为制备各种鸟氨酸药品保健品的基本原料，市场前景看好。

二、L-鸟氨酸盐酸盐的生产方法

L-鸟氨酸的生产方法有微生物发酵法和L-精氨酸弱碱水解法或者L-精氨酸酶法水解法。

中国专利(申请[公开]号CN101323866A)公开了一种使用改造了的谷氨酸棒杆菌生产L-鸟氨酸的方法，葡萄糖的转化率为33％，发酵时间56小时，产酸率可以达到5～7％，收率70～80％。

中国专利(申请[公开]号CN100340542C)公开了一种使用弱碱法(石灰乳)水解L-精氨酸生成L-鸟氨酸的方法，水解液中精氨酸的浓度为10％，产品的收率可以达到78～82％。

中国专利(申请[公开]号CN1908177A)公开了一种使用微生物酶法(粪肠球菌精氨酸酶)水解L-精氨酸生成L-鸟氨酸的方法，培养微生物36小时后，加入转化底物L-精氨酸继续发酵水解L-精氨酸48小时，水解液中L-精氨酸的浓度为12％～15％，每升转化液中L-鸟氨酸的含量可以达到90～112克，再用树脂法分离出L-鸟氨酸。

我国是一个水解法生产L-胱氨酸和L-精氨酸的大国，L-精氨酸的成本低廉，利用L-精氨酸水解法生产L-鸟氨酸比起发酵法的生产成本更为经济。由于化学水解L-精氨酸生成L-鸟氨酸的方法常常引起L-鸟氨酸消旋，弱碱水解L-精氨酸的方法制备L-鸟氨酸，虽然能够减少消旋程度，但需要使用硫酸沉淀弱碱金属离子，会遇到过滤困难的问题，而且会产生一定的固体废物。发酵法生产L-鸟氨酸的産酸率不高，常伴随着产生少量的其他氨基酸，而且需要消耗一定量的粮食，而酶法生产L-鸟氨酸则可以克服化学水解法以及发酵法的弊端，且底物浓度高(15％)，不产生杂酸(其他氨基酸)，更利于产物的回收和精制，本专利公布的方法，采用TOP10/pBAD/Thio-TOPO-argBsub大肠杆菌基因工程菌湿菌体转化L-精氨酸为L-鸟氨酸，生产的产物不需要离子交换树脂法分离，可以直接减压浓缩结晶分离出合格的L-鸟氨酸盐酸盐来，方法较简便，生产周期显著缩短。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用大肠杆菌TOP10/pBAD/Thio-TOPO-argBsub基因工程菌生产L-鸟氨酸盐酸盐的方法。该大肠杆菌工程菌保藏于中国典型培养物保藏中心CCTCC(武汉大学)，保藏编号CCTCC No.M2010358。

保藏物名称：大肠杆菌TOP10/PBAD/Thio-TOPO-Arg-Bsub，

拉丁语名称；Escherichia coli，TOP10/PBAD/Thio-TOPO-Arg-Bsub