[发明专利]一种γ-氨基丁酸转运蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种γ-氨基丁酸转运蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

γ-氨基丁酸是一种非蛋白质氨基酸，是中枢神经系统的神经递质，具有重要的生理活性。γ-氨基丁酸可以降低神经元活性、降血压、抗焦虑、改善睡眠、调节激素分泌。γ-氨基丁酸作为一种新型功能性因子，已经广泛应用于食品、医疗等领域。

已经报道在有些细菌中存在γ-氨基丁酸转运蛋白。例如在大肠杆菌中γ-氨基丁酸转运蛋白基因位于与γ-氨基丁酸代谢相关的基因簇中。而在枯草芽孢杆菌中γ-氨基丁酸转运蛋白基因与γ-氨基丁酸代谢相关的基因并不相邻。大肠杆菌的γ-氨基丁酸转运蛋白与枯草芽孢杆菌的γ-氨基丁酸转运蛋白属于氨基酸-多聚胺-有机金属离子(amino acid-polyamine-organocation)超家族(APC Superfamily)。在棒杆菌属细菌中还没有报道有γ-氨基丁酸转运蛋白存在。

转运系统在细胞代谢过程中起关键作用，营养物质的摄取，代谢物的分泌，能量和信息的交换都与转运系统密切相关。氨基酸转运系统普遍存在于真核和原核细胞。细胞可以利用氨基酸内运系统从环境中摄入可利用的氨基酸，而直接用于蛋白质或肽的合成，或通过分解代谢为细胞提供碳源、氮源或能源。氨基酸外运系统在产物分泌过程中起重要作用。

氨基酸转运系统除了其生理上的重要性以外，在氨基酸生产方面也是十分重要的。多种氨基酸都可以通过微生物发酵法生产。氨基酸外运系统在产物分泌中起重要作用，而氨基酸内运系统会使已分泌的产物重新被细胞摄入，造成代谢能量的浪费，对细胞内代谢途径上的关键酶产生抑制，阻碍产物的进一步合成，并使氨基酸生产速率降低。

迄今为止，已报道了在氨基酸发酵工业中，为提高氨基酸产量，使用与氨基酸转运有关的基因，例如发生突变的大肠杆菌苏氨酸转运系统提高苏氨酸产量以及发生突变的棒杆菌色氨酸转运系统可以提高色氨酸产量。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种γ-氨基丁酸转运蛋白及其编码基因。

本发明提供的蛋白，转运蛋白名称为GabP，其编码基因命名为GabP，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与转运γ-氨基丁酸相关的由序列2衍生的蛋白质。

其中，序列表中的序列2由415个氨基酸残基组成。

上述蛋白中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

编码上述蛋白的基因也是本发明保护的范围。

上述基因是如下(1)或(2)或(3)的DNA分子：

(1)序列表中序列1所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码转运γ-氨基丁酸相关蛋白的DNA分子；

(3)与(1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码转运γ-氨基丁酸相关蛋白的DNA分子。

其编码基因的读码框序列1由1248个核苷酸组成。

上述基因中的严格条件具体可以为：在6×SSC，0.5％SDS的溶液中，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。

含有上述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也是本发明保护的范围。

在本发明的实施例中，上述重组载体为将上述蛋白的编码基因插入pXMJ19载体的XbaI和EcoRI酶切位点间，得到表达上述蛋白的重组载体。

扩增上述基因全长或其任意片段的引物对也是本发明保护的范围。

上述蛋白、上述基因或上述重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在转运γ-氨基丁酸中的应用也是本发明保护的范围。

本发明的第二个目的是提供一种DNA分子。

本发明提供的DNA分子，其核苷酸序列为序列表中的序列3。

含有上述的DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌也是本发明保护的范围。

在上述重组载体中，在本发明的实施例中重组载体具体为将上述DNA分子插入pK18mobsacB的SphI和SmaI酶切位点间得到的载体。

本发明的第三个目的是提供一种重组菌A。