[发明专利]一株谷氨酰胺转氨酶高产诱变菌株及其应用

说明书

本发明公开了一株谷氨酰胺转氨酶高产诱变菌株，即茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)CGMCC 14389及其应用。本发明茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)CGMCC 14389是由茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)ECU7480出发，采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术，经过多轮迭代诱变，筛选获得。该菌株发酵生产谷氨酰胺转氨酶的产量高，达20.6U/mL。对该菌株发酵表达的谷氨酰胺转氨酶进行了序列测定以及活性测定，与出发菌株相比，茂原链霉菌CGMCC 14389表达的谷氨酰胺转氨酶有三个氨基酸位点突变，酶的比活力提高了6.5倍，为26.2U/mg蛋白。

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，尤其是涉及一株结合ARTP诱变技术和高效筛选获得的谷氨酰胺转氨酶高产菌株及其应用。

背景技术

谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase:Protein-glutamineγ-glutamyltransferase，又称为转谷氨酰胺酶，简称TGase，EC 2.3.2.13)，其系统命名为蛋白质-谷氨酰胺-γ-谷氨酰胺基转移酶，它是一种能催化酰基转移反应的硫醇酶。该酶作为一种新型的生物酶制剂，广泛应用于肉制品、乳制品、面制品以及水产品等食品的生产加工过程中，市场需求量极其巨大。谷氨酰胺转氨酶可以催化蛋白质分子与游离氨基酸的伯氨基发生连接而将一些必需氨基酸引入到蛋白质中，从而提高蛋白质产品的营养价值，也可以促使蛋白质发生分子内及分子间的交联反应以及谷氨酰胺残基的水解反应，改变蛋白质产品的结构，改善其功能，比如：乳化性、溶解性等。谷氨酰胺转氨酶具有的交联特性使其在食品、生物医药、纺织品、化妆品等领域都受到了广泛的关注与应用，在食品领域中的应用尤为突出，被誉为“21世纪超级黏合剂”。

按谷氨酰胺转氨酶在自然界中的来源，可将其分为三类：动物来源、植物来源和微生物来源。动植物中提取制备谷氨酰胺转氨酶的得率较低，生产成本较高。而微生物来源的谷氨酰胺转氨酶(MTG)具有较高的热稳定性和pH稳定性，易于分离和纯化，且酶的活性完全不依赖于Ca²⁺的存在，因而在食品领域中的应用更为广泛。1989年日本研究人员Ando等人首次从土壤中分离筛选出能分泌产生谷氨酰胺转氨酶的菌株Streptoverticillium S-8112，随后，日本味之素公司利用该菌株发酵生产谷氨酰胺转氨酶，并投放市场，获得了巨大的经济效益。近年来，国内外对于食品级谷氨酰胺转氨酶的生产研究主要集中在产生菌的筛选、诱变选育以及产酶条件的选择和优化，目前所知发酵法生产该酶的最高发酵活力为专利CN103981130B中所述菌株CCTCC M 204121，其5-L发酵产酶活力为16.9U/mL。虽然这些研究都取得了一定成果，但是目前为止，谷氨酰胺转氨酶的发酵产量仍然较低，且酶的比活力不高，需要予以改进。

发明内容

本发明针对现有技术中微生物谷氨酰胺转氨酶发酵产量不高的问题，从野生型茂原链霉菌出发，采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术进行诱变育种，提高茂原链霉菌谷氨酰胺转氨酶的活性以及酶的发酵产量，通过迭代诱变以及系统筛选，获得高产谷氨酰胺转氨酶的茂原链霉菌诱变菌种。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明采用的技术方案之一：

一株谷氨酰胺转氨酶高产菌株，命名为茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)ECU7480-mut，该菌株已于2017年7月6日保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为CGMCC 14389。