[发明专利]一种改造基因BBD29_09525产L-谷氨酸的重组菌株及其构建方法与应用

说明书

本发明提供一种对棒杆菌中BBD29_09525基因编码序列引入点突变或改进其表达的方法，所述方法可以使带有所述突变的菌株提高谷氨酸的发酵产量。所述点突变是使BBD29_09525基因序列第337位碱基由胞嘧啶(C)突变为胸腺嘧啶(T)，使编码的相应氨基酸序列第113位脯氨酸被丝氨酸。

技术领域

本发明属于基因工程和微生物技术领域，具体涉及一种产L-谷氨酸的重组菌株及其构建方法与应用。

背景技术

L-谷氨酸是一种重要的氨基酸，被应用于食品、临床药物及其它方面。

传统上，L-谷氨酸主要是通过发酵，用属于短杆菌属、棒状杆菌属或微菌属等菌属的生产L-谷氨酸的细菌或其突变体进行生产。

L-谷氨酸是由微生物细胞内柠檬酸循环的中间产物α-酮戊二酸通过生物合成而来的。由α-酮戊二酸通过铵离子的同化作用来形成L-谷氨酸的生物合成途径有两条。其中一条途径是在有高浓度的铵离子存在的情况下，通过谷氨酸脱氢酶(glutamatedehydrogenase，GDH)的催化来合成L-谷氨酸。另一条途径(GS/GOGAT途径)是由谷氨酰胺合成酶及谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶来合成L-谷氨酸。谷氨酰胺合成酶(glutaminesynthetase，GS)催化L-谷氨酸和铵离子转化为谷氨酰胺的反应；谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶(glutamine-oxoglutaric acid amino transferase，也称“谷氨酸合成酶”(glutamate synthase，GOGAT)催化L-谷氨酸合成反应，在该反应中，由已经由GS合成的一分子的谷氨酰胺和一分子的α-酮戊二酸分子合成两分子的L-谷氨酸。

对发酵法生产L-氨基酸的改进可以涉及发酵技术如搅拌和供应氧气；或涉及营养培养基的组成，例如发酵过程中的糖浓度；或涉及将发酵液加工成合适的产品形式，例如通过干燥和造粒发酵液或离子交换色谱；或可以涉及相关微生物本身的固有性能性质。

用于改善这些微生物的性能性质的方法包括诱变、突变体的选择和筛选。以这种方式获得的菌株对抗代谢物具有抗性或对于具有调节重要性的代谢物是营养缺陷型并产生L-氨基酸等。

虽然已有大量方法可以提高L-谷氨酸的生产能力，但是为了满足日益增加的需求，仍需要发展生产L-谷氨酸的方法。

发明内容

本发明的目的是开发用于改善细菌的L-谷氨酸生产能力的新技术，从而提供一种有效生产L-谷氨酸的方法。

为了实现上述目的，本发明的发明人通过研究发现，对细菌中的基因BBD29_09525或其同源基因，可以通过修饰所述基因或改善其表达，能够改善细菌的L-谷氨酸生产能力。基于这些发现，完成了本发明。

本发明提供了生成L-谷氨酸的细菌，其中编码SEQ ID NO:3的氨基酸序列或其同源序列的多核苷酸的表达改善。本发明还提供了通过使用所述微生物生产L-谷氨酸的方法。

本发明的第一个方面提供了生成L-谷氨酸的细菌，其具有编码SEQ ID NO:3的氨基酸序列或其同源序列的多核苷酸的改善的表达。根据本发明，所述改善的表达是所述多核苷酸表达增强，或者编码SEQ ID NO:3的氨基酸序列或其同源序列的多核苷酸具有点突变，或者编码SEQ ID NO:3的氨基酸序列或其同源序列的多核苷酸具有点突变且表达是增强的。

所述SEQ ID NO:3的氨基酸序列或其同源序列是基因BBD29_09525或其同源基因编码的蛋白。

所述细菌与未修饰菌株相比具有增强的L-谷氨酸生产能力。

在本发明中，术语“具有L-谷氨酸生产能力的细菌”是指具有在培养基和/或细菌的细胞中以下述程度产生并累积目的L-谷氨酸的能力，使得当细菌在培养基中培养时可以收集L-谷氨酸的细菌。具有L-谷氨酸生产能力的细菌可以是能够以比未修饰菌株可获得的量更大的量在培养基和/或细菌的细胞中积累目的L-谷氨酸的细菌。