[发明专利]增强超氧化物歧化酶基因的表达提高谷氨酰胺转氨酶产量的方法

说明书

本发明公开了一种增强超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase.Ni)基因SMDS_2075的转录水平的谷氨酰胺转氨酶高产菌株TGS101及其制备与发酵方法，基于基因组学，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Superoxide dismutase.Ni基因SMDS_2075，得到高产谷氨酰胺转氨酶的突变株TGS101，可明显提高谷氨酰胺转氨酶产量。本发明所得的工程菌株TGS101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31.30％，同时使发酵成本大幅降低。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及一种增强超氧化物歧化酶(Superoxidedismutase.Ni) 基因SMDS_2075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(Transglutaminase，EC 2.3.2.13，TGase)是由茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis)产生的，一种催化酰基转移反应的酶，能催化蛋白质分子内或分子间的交联、蛋白质和氨基酸之间的连接以及蛋白质分子内谷氨酰胺基的水解，从而改善蛋白质的结构和功能特性。微生物来源的TGase属于胞外酶，可由发酵微生物直接分泌到培养基中，分子量为37.9kD，由331个氨基酸组成，在胞内以pre-pro-TGase的形式存在，通过跨膜运输，识别信号肽，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，经过金属蛋白酶TAMEP切割信号肽成为FRAP-TGase，再经丝氨酸蛋白酶SM-TAP切割成为最终成熟的TGase。

TGase作为一种蛋白交联剂，因其稳定性好、使用安全等优点而被广泛应用，在食品领域用于肉类加工能显著改善低肉产品的质地，如TGase催化的酰基转移反应产生的共价交联可以增强肉制品的质地、凝胶强度、弹性和保水性，而无不良影响；乳品中所含的酪蛋白、乳球蛋白等是TGase的良好底物，这是因为酪蛋白低程度的三级结构、随机的螺旋排列及二硫键使得TGase易于和酪蛋白结合，TGase能在不改变酪蛋白功能特性的情况下改善酪蛋白流变性能，同时催化酪蛋白形成胶束结构；采用TGase为交联剂，通过复凝聚法制备黑胡椒精油胶囊，发现使用交联剂对黑胡椒精油胶囊具有良好的核保护作用，可用于运输活性成分萜烯，或用于其他生物活性成分的系统递送等等。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

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种增强超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase.Ni)基因SMDS_2075转录水平的谷氨酰胺转氨酶高产菌株TGS101及其制备与发酵方法，基于基因组学，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Superoxide dismutase.Ni基因SMDS_2075，可以提高谷氨酰胺转氨酶产量。

本发明中提到的Superoxidedismutase.Ni基因SMDS_2075过量表达突变株和谷氨酰胺转氨酶高产菌株均指TGS101。

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TGS101，所述菌株通过增强Superoxidedismutase. Ni基因SMDS_2075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Superoxidedismutase.Ni基因SMDS_2075后获得。