[发明专利]一种L-丝氨酸转运蛋白及其应用

说明书

本发明公开了一种L‑丝氨酸转运蛋白及其应用，属于生物工程技术领域。本发明在研究氨基酸转运蛋白基础上，发现了一种来源于谷氨酸棒杆菌的NCgl2054蛋白，其具有转运L‑丝氨酸功能。通过基因工程手段，将NCgl2054蛋白在产L‑丝氨酸的谷氨酸棒杆菌ΔSSA实现过表达，能够将L‑丝氨酸的产量提高至29.9g/L。这为代谢工程改造菌株提高L‑丝氨酸产量提供了新思路。

技术领域

本发明涉及一种L-丝氨酸转运蛋白及其应用，属于生物工程技术领域。

背景技术

L-丝氨酸是一种非必需氨基酸，在医药、食品、化妆品等领域有着广泛的应用。谷氨酸棒杆菌是食品安全级菌株，广泛应用于L-谷氨酸、L-赖氨酸、L-缬氨酸等氨基酸的生产。然而一般的谷氨酸棒杆菌却不能利用糖质原料发酵生产L-丝氨酸。

目前国内外对谷氨酸棒杆菌产L-丝氨酸的研究集中在其合成和降解途径的分子改造，Stolz等以不产L-丝氨酸的谷氨酸棒杆菌ATCC13032为出发菌株，构建的重组菌以葡萄糖和果糖为混合碳源时L-丝氨酸产量36.2g/L(引自文献：Peters-Wendisch P,Stolz M,Etterich H,et al.Metabolic Engineering of Corynebacterium glutamicum for L-Serine Production[J].Applied and Environmental Microbiology,2005,71(11):7139-7144.)。来书娟等在谷氨酸棒杆菌ATCC13032中加强表达3-磷酸甘油酸激酶(PGK)，增加了L-丝氨酸前体3-磷酸甘油酸的合成，提高了L-丝氨酸的产量(引自文献：来书娟,张芸,刘树文,等.产L-丝氨酸谷氨酸棒杆菌的代谢工程改造和代谢流分析[J].中国科学:生命科学,2012,42(4):295-303.)。

发明人前期从自然界中筛选得到一株能利用糖质原料发酵产L-丝氨酸的野生型谷氨酸棒杆菌SYPS-062，以它为出发菌株通过多轮化学诱变获得突变株C.glutamicumSYPS-062-33a。该突变株L-丝氨酸产量提高65％，达到11.0g/L，副产物L-丙氨酸和L-缬氨酸的积累量也明显提高。进一步在突变株上解除L-丝氨酸合成途径关键酶反馈抑制，敲除降解途径，阻断和弱化副产物积累途径，所获得重组菌C.glutamicum SYPS-062 33aΔSSA(缩写为ΔSSA)(CGMCC NO.8668)其L-丝氨酸摇瓶产量可以达到26.25g/L，是野生型菌株的3.9倍。

尽管代谢工程改造L-丝氨酸合成和降解途径的基因取得很好的效果，但是为了适用工业规模的生产，目前L-丝氨酸的产量仍需要提高。氨基酸的转运出胞是其在培养基中积累的重要前提，所以为了实现氨基酸大量生产，转运系统受到越来越多的关注。近几十年，在谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌中，人们鉴定了许多氨基酸转运出胞蛋白，并利用代谢工程将其用于提高氨基酸的产量，例如赖氨酸转运蛋白LysE、苏氨酸转运蛋白ThrE、半胱氨酸转运蛋白EamA、蛋氨酸转运蛋白BrnFE等，但是仅有报道苏氨酸转运蛋白ThrE可以转运丝氨酸。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种L-丝氨酸转运蛋白NCgl2054，含SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。

本发明的第二个目的是提供编码上述L-丝氨酸转运蛋白NCgl2054的基因。

在本发明的一种实施方式中，上述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明的第三个目的是提供含上述基因的质粒或载体。

在本发明的一种实施方式中，所述载体包括但不限于pXMJ19质粒载体、pDXW系列载体、pET系列载体或pPICZ系列载体。

本发明的第四个目的是提供表达上述L-丝氨酸转运蛋白NCgl2054的细胞。