[发明专利]活性提高的磷酸转酮酶及在生产代谢物中的应用

说明书

本发明公开了活性提高的磷酸转酮酶及在生产代谢物中的应用。本发明提供的蛋白质，为突变体蛋白，为将磷酸转酮酶进行如下突变得到的蛋白质：对应于序列3的第6位氨基酸残基由I突变为T。本发明还保护突变体蛋白在制备代谢物中的应用。与现有磷酸转酮酶相比，本发明提供的突变体蛋白的磷酸转酮酶酶活显著增加，进而显著提高目标代谢物的产量。

本申请为申请号为“201910359888.0”、申请日为2019年04月30日，发明名称为“活性提高的磷酸转酮酶及在生产代谢物中的应用”的分案申请。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及活性提高的磷酸转酮酶，以及该磷酸转酮酶在生产代谢物中的应用，涉及的代谢物包括但不限于氨基酸(特别是源自乙酰辅酶A的氨基酸)、琥珀酸、柠檬酸等。

背景技术

氨基酸、有机酸，是人类和动物营养中最重要的成分，在医药、健康、食品、化工、动物饲料和化妆品等行业中有着十分重要的地位。当前，氨基酸、有机酸主要采用微生物发酵法来生产，已知的可生产氨基酸的微生物包括埃希氏菌属(Escherichia)，棒杆菌属(Corynebavterium)、短杆菌属(Brevibacterium)等。近年来，随着基因工程技术的发展，利用基因工程手段对菌株进行遗传改造，已经获得了大量的高效的氨基酸、有机酸生产工程菌株。

磷酸转酮酶(phosphoketolase，F/XPK)，包括6-磷酸果糖转酮酶(FPK)和5-磷酸木酮糖转酮酶(XPK)。6-磷酸果糖转酮酶催化的反应为：果糖-6-磷酸(F6p)+Pi→乙酰磷酸(AcP)+赤藓糖-4-磷酸(E4P)。5-磷酸木酮糖转酮酶催化的反应为：木酮糖-5-磷酸(X5p)+pi→乙酰磷酸(AcP)+甘油醛-3-磷酸(G3P)。磷酸转酮酶催化的反应能够减少葡萄糖的氧化，但是通常使用的多种基因工程出发菌株(包括大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌等)，都不存在F/XPK，在这些菌株中引入F/XPK，能够增加源自乙酰辅酶A的代谢物的理论转化率。天然的F/XPK酶活性较低，需要大量过表达才能体现出效果，限制了其应用潜力。因此，本领域急需开发酶活性高的磷酸转酮酶。

发明内容

本发明的目的是提供活性提高的磷酸转酮酶及在生产代谢物中的应用。

本发明提供的蛋白质，为突变体蛋白，为将磷酸转酮酶进行如下(a1)至(a12)中任意一种或多种突变得到的蛋白质：

(a1)对应于序列3的第2位氨基酸残基由T突变为A；

(a2)对应于序列3的第6位氨基酸残基由I突变为T；

(a3)对应于序列3的第14位氨基酸残基由N突变为D；

(a4)对应于序列3的第20位氨基酸残基由E突变为D；

(a5)对应于序列3的第120位氨基酸残基由T突变为A；

(a6)对应于序列3的第231位氨基酸残基由E突变为K；

(a7)对应于序列3的第260位氨基酸残基由H突变为Y；

(a8)对应于序列3的第342位氨基酸残基由E突变为K；

(a9)对应于序列3的第397位氨基酸残基由K突变为R；

(a10)对应于序列3的第676位氨基酸残基由D突变为G；

(a11)对应于序列3的第785位氨基酸残基由F突变为L；

(a12)对应于序列3的第801位氨基酸残基由W突变为R。

所述多种突变具体可为以上突变中的任意两种、以上突变中的任意三种、以上突变中的任意四种、以上突变中的任意五种突变、以上突变中的任意六种、以上突变中的任意七种、以上突变中的任意八种、以上突变中的任意九种、以上突变中的任意十种、以上突变中的任意十一种或者以上突变的所有。