[发明专利]使用过表达编码铁输出蛋白基因的肠杆菌科的细菌生产L-氨基酸的方法

说明书

本发明提供了通过使用属于肠杆菌科的细菌的发酵生产L‑氨基酸的方法，所述细菌已经以过表达编码铁输出蛋白的基因的方式进行了修饰，例如fetB基因、fetA基因、fieF基因，或这些基因的组合。

发明领域

本发明一般涉及微生物工业，具体涉及通过肠杆菌科的细菌的发酵生产L-氨基酸的方法，所述肠杆菌科的细菌已经以过表达编码铁输出蛋白的基因的方式进行了修饰，从而提高L-氨基酸的生产。

背景技术

常规地，在工业上通过利用从天然来源获得的微生物菌株或其突变体的发酵方法来生产L-氨基酸。通常，微生物经修饰以改进L-氨基酸的生产，从而提高L-氨基酸的产量。

已经报道了许多提高L-氨基酸生产产量的技术，包括用重组DNA转化微生物(参见例如美国专利号4,278,765A)和改变表达调控区域例如启动子、前导序列和/或弱化子，或本领域技术人员已知的其他技术(参加例如US20060216796 A1和WO9615246 A1)。用于提高生产产量的其他技术包括增加参与氨基酸生物合成的酶的活性和/或使目标酶对产生的L-氨基酸的反馈抑制脱敏(参见例如WO9516042 A1、EP0685555 A1或美国专利号4,346,170A、5,661,012 A和6,040,160 A)。

提高L-氨基酸生产产量的另一种方法是减弱以下基因的表达：参与目标L-氨基酸的降解的一种或几种基因，从L-氨基酸生物合成途径转移目标L-氨基酸前体的基因，参与碳、氮和磷酸盐通量重新分布的基因，以及编码毒素的基因等。

铁对大多数生物体来说是一种必要的金属。铁离子对细胞的功能例如呼吸作用和DNA合成是必需的，但由于活性氧(reactive oxygen species，ROS)的形成，所述铁离子可以对细胞有毒性(Andrews S.C.et al.,Bacterial iron homeostasis,FEMSMicrobiol.Rev.,2003,27(2-3):215-237)。因此，生物体必须平衡它们的需求以提供从环境中对铁离子的有效摄取和消除或输出过量的细胞游离铁离子以防止铁诱导的毒性。细菌分泌高亲和力细胞外铁螯合剂，称为铁载体，以在转运入细胞前溶解铁离子(Koester W.,ABC transporter-mediated uptake of iron,siderophores,heme and vitamin B12,Res.Microbiol.,2001,152(3-4):291-301)。革兰氏阴性菌在由细胞质膜(CM)电位驱动并由能量转导TonB-ExbB-ExbD系统介导的过程中使用特异性外膜(OM)受体摄取铁-铁载体复合物(Andrews S.C.et al.,2003)。OM铁载体受体是相关的(Koester W.,2001)，并且它们中一些(FepA、FecA和FhuA)的晶体结构是确定的(Buchanan S.K.et al.,Crystalstructure of the outer membrane active transporter FepA from Escherichiacoli,Nat.Struct.Biol.,1999,6:56-63；Ferguson A.D.et al.,Siderophore-mediatediron transport:crystal structure of FhuA with bound lipopolysaccharide,Science,1998,282:2215-2220；Ferguson A.D.et al.,Structural basis of gating bythe outer membrane transporter FecA,Science,2002,295:1715-1719)。过表达编码结合并转运铁肠杆菌素的OM蛋白质的fepA基因、编码柠檬酸铁摄取受体的fecA基因或编码将CM的质子动力势转换到OM主动转运蛋白的CM蛋白质的tonB基因的埃希氏菌属细菌用于通过细菌的发酵生产L-氨基酸例如L-苏氨酸和L-赖氨酸的方法中(EP1979486B1)。