[发明专利]增强VOC family protein基因的表达提高谷氨酰胺转氨酶产量的方法

说明书

本发明公开了一种提升谷氨酰胺转氨酶产量的方法，通过增强VOC family protein基因SMDS_2194的转录水平，进而提高谷氨酰胺转氨酶产量的方法。通过在茂原链霉菌C2中，利用人工强启动子kasOp*过量表达内源VOC family protein基因SMDS_2194，得到高产谷氨酰胺转氨酶的突变株TGS102。增强VOC family protein基因SMDS_2194的转录水平可明显提高谷氨酰胺转氨酶产量。本发明所得的工程菌株TGS102的谷氨酰胺转氨酶发酵终产量在实验室摇瓶水平下较对照菌株提高105.48％。

技术领域

本发明属于生物工程领域，涉及一种增强VOC family protein基因SMDS_2194的表达提高谷氨酰胺转氨酶产量的方法。

背景技术

谷氨酰胺转氨酶(TGase)是由茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)产生的一种单亚基蛋白，它能够催化蛋白质中谷氨酰胺残基的γ-酰胺基和赖氨酸的ε-氨基之间进行酰胺基转移反应，形成ε-(γ-谷酰胺)-赖氨酸的异型肽键，从而改变蛋白质的功能性质。TGase是一种外分泌蛋白，在胞内以前体蛋白加信号肽，即pre-pro-TGase的形式存在，通过跨膜运输，识别信号肽，并以pro-TGase的前体蛋白的形式转运到胞外，Pro-TGase不具有催化活性，因此，在胞外须将pro部分切割形成成熟的具有催化活性的TGase，主要为：pro-TGase经过内切金属蛋白酶TAMEP从N端切割一段多肽序列，得到FRAP-TGase，此时的酶已经具有一定的催化能力，可以催化蛋白质交联成多聚物；再经过丝氨酸蛋白酶TAP的切割，切掉N端四肽 Phe-Arg-Ala-Pro(即FRAP)，形成最终成熟的TGase。该酶分子量为37.9kD，由331个氨基酸组成，活性中心含有一个半胱氨酸残基。

基于TGase独特的蛋白交联功能，使其在很多领域中都发挥着重要的作用，在食品加工业中其作用尤为突出。包括在肉制品加工过程中，增强了肉制品中的蛋白质网络结构，提高弹性、硬度等性质，使肉制品不受高温以及冷冻的影响、提高原料的来源及利用率、提高肉制品的保水性和产品得率以及增加肉制品的营养价值；在乳制品加工过程中，增加凝胶强度，使其具有较强的耐酸及耐热性，提高奶制品的质量、改善乳制品的乳化特性以及提高其热稳定性、降低乳制品的脂肪含量及提高保水性；同时，在面制品、烘焙食品、大豆蛋白产品以及包装膜制品等加工过程中，均具有重要的应用价值。而由于TGase的反应特性，在纺织工业、生物技术领域及医药领域同样有很大的应用前景。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供高产TGase的菌株TGS102，以及一种通过增强VOC family protein基因SMDS_2194的转录水平以提高TGase发酵水平的方法。本发明基于基因组学信息，选择VOC family protein基因SMDS_2194，通过在茂原链霉菌C2中利用人工强启动子kasOp*过量表达内源的VOC family protein基因SMDS_2194 的表达，最终提升谷氨酰胺转氨酶产量。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种茂原链霉菌C2，由泰兴东圣生物科技有限公司经菌种诱变获得，所述菌株的分类名为茂原链霉菌Streptomyces mobaraensis C2，保藏于中国典型培养物保藏中心 (CCTCC)，保藏编号为CCTCC NO：M 2020194，保藏日期为2020年6月10日。

本发明还提供了一种高产TGase的菌株TGS102，所述菌株通过增强VOC familyprotein 基因SMDS_2194的转录水平而获得的。

进一步的，该类菌株由茂原链霉菌C2过量表达来源于茂原链霉菌C2的VOC familyprotein基因SMDS_2194后获得。

进一步的，该类菌株通过在茂原链霉菌C2中利用人工强启动子kasOp*过量表达内源的 VOC family protein基因SMDS_2194后获得。