[发明专利]去饱和酶Des在提高芽胞杆菌聚γ-谷氨酸产量中的应用

说明书

本发明涉及生物技术和发酵领域，公开了去饱和酶Des在提高芽胞杆菌聚γ‑谷氨酸产量中的应用。本发明以质粒pHY300PLK为基础，通过构建去饱和酶过表达载体pHY‑des，成功在芽胞杆菌中（地衣芽胞杆菌WX‑02，解淀粉芽胞杆菌HZ‑12，枯草芽胞杆菌Bs168等）过表达基因des，得到了芽胞杆菌工程菌WX‑02/pHY‑des，HZ‑12/pHY‑des，Bs168/pHY‑des。与对照菌相比，工程菌株WX‑02/pHY‑des的γ‑PGA产量至少提高了103%以上，HZ‑12/pHY‑des的γ‑PGA产量至少提高了92%以上，Bs168/pHY‑des的γ‑PGA产量至少提高了82%以上，为γ‑PGA高产提供一种新的策略。

技术领域

本发明涉及生物技术和发酵领域，具体涉及去饱和酶Des在提高芽胞杆菌聚γ-谷氨酸产量中的应用。

背景技术

聚γ-谷氨酸(Poly glutamic acid,γ-PGA)是一种由D-谷氨酸、L-谷氨酸或D，L-谷氨酸组成的阴离子型谷氨酸聚合物，相对分子量在10KD-3000KD。根据谷氨酸单体间酰胺键连接方式可分为聚α-谷氨酸和聚γ-谷氨酸，γ-PGA分子链存在着游离羧基，分子与分子之间作用的氢键由游离羧基提供，因此γ-PGA有着诸多特点：易溶于水；良好的保水能力；吸附金属离子；主链由肽键构成，在酶降解下可以降解成短肽或单体氨基酸，因此具有可生物降解性；耐热，耐紫外线。γ-PGA还可以作为药物载体、组织工程材料、化妆品添加剂和食品添加剂等。

不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)分为单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，其中单不饱和脂肪酸只含一个双键，而多不饱和脂肪酸含二个及以上的双键或三键。与饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)相比，UFA的相变温度较低，故UFA在细胞磷脂中的含量直接会影响细胞膜的物理性质，UFA对调节细胞膜的流动有着重要作用。在一定范围内，细胞膜的流动性大有利于分子侧向扩散和旋转运动来实现对代谢物的高产。

目前对于γ-PGA高产策略一般集中在途径改造和转录调控，本发明首次通过在芽胞杆菌中过表达去饱和酶来提高γ-PGA产量，为γ-PGA高产提供一种新的策略。

发明内容

本发明的目的在于提供去饱和酶Des在提高芽胞杆菌聚γ-谷氨酸产量中的应用，所述的芽胞杆菌为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)，解淀粉芽胞杆菌(Bacillusamyloliquef aciens)或枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)；所述的去饱和酶Des为上述芽胞杆菌中对应的去饱和酶Des。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

去饱和酶Des在提高芽胞杆菌聚γ-谷氨酸的产量中的应用，所述的芽胞杆菌为地衣芽胞杆菌(Bacillus licheniformis)，解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)或枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)；所述的去饱和酶Des为上述芽胞杆菌中对应的去饱和酶Des。

应用过程包括按照本领域的常规方式，利用表达载体将上述芽胞杆菌中对应的des基因在芽胞杆菌中过表达，将得到的重组菌株用于发酵生产聚γ-谷氨酸。

以上所述的应用中，优选的，所述的芽胞杆菌为能生产γ-PGA的芽胞杆菌。