[发明专利]一种谷氨酸外排蛋白突变体及其应用

说明书

本发明公开了一种谷氨酸外排蛋白突变体及其应用。本发明通过定向进化的方法获得了谷氨酸外排能力提高的外排突变体，并提供了一种生产L‑谷氨酸的方法，包括如下步骤：在受体菌中表达所述谷氨酸外排蛋白突变体，得到重组菌；对所述重组菌进行发酵培养，从发酵液中获得谷氨酸。本发明为丰富谷氨酸外排的理解及提高生产中谷氨酸的产量奠定了基础。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种谷氨酸外排蛋白突变体及其应用。

背景技术

谷氨酸棒杆菌的历史始于20世纪50年代，当时日本科学家Kinoshita和Udaka分离出这种细菌并发现了它们分泌大量谷氨酸的能力。后来，用细菌发酵来生产谷氨酸，从而完全用生物过程取代化学合成。随后，该细菌不断被科学家研究，并利用其独特的生理学特性来改善谷氨酸的生产。此外，谷氨酸棒杆菌现已成为生产各种氨基酸的工业主力菌。在氨基酸市场中，广泛用作增味剂的L-谷氨酸市场规模巨大，每年生产总量约321万吨，占氨基酸生产总量的50％左右。因此，研究如何提高谷氨酸的产量是十分必要的。

但近年来随着分子生物学的快速发展，分子生物学技术在谷氨酸研究领域的应用越来越广泛，大量谷氨酸发酵的机理被不断揭示。2018年中国科学院天津工业生物技术研究所的郑平课题组在谷氨酸棒杆菌中发现一种新的谷氨酸外排通道蛋白，mscCG2基因编码的外排蛋白，其具有3个跨膜结构域，定位于细胞质膜，是一种机械敏感通道蛋白，与MscCG相比氨基酸相似度只有23％。目前对于这类外外排蛋白的研究及分子改造较少，未发现通过突变提高其外排能力的文献。所以，通过对外排蛋白进行基因改造，筛选出外排谷氨酸能力较强的L-谷氨酸棒杆菌菌株，从而提高谷氨酸产量是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种外排能力提高的谷氨酸外排蛋白突变体及其编码基因和相关应用。

第一方面，本发明要求保护谷氨酸外排蛋白突变体。

本发明所要求保护的谷氨酸外排蛋白突变体，为将MscCG2谷氨酸外排蛋白进行点突变后所得，突变位点含有(或为)如下中的部分或全部：自N端起第60位、149位、165位、269位和279位。

优选的，所述谷氨酸外排蛋白突变体的氨基酸序列与仅含有上述各突变位点的序列相比具有95％以上的同一性。

进一步地，所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第165位。

进一步地，所述谷氨酸外排蛋白突变体可为如下任一：

(A1)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第165位(对应突变体M1)；

(A2)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第165位和第60位(对应突变体M2)；

(A3)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第149位(对应突变体M4)；

(A4)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第60位(对应突变体M5)；

(A5)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第269位(对应突变体M6)；

(A6)所述谷氨酸外排蛋白突变体为将所述MscCG2谷氨酸外排蛋白的至少如下位点(或如下位点)的氨基酸残基进行点突变后得到的蛋白：自N端起第279位(对应突变体M7)；