[发明专利]一种表达亚磷酸盐脱氢酶的重组谷氨酸棒杆菌及其应用

说明书

本发明公开了一种表达亚磷酸盐脱氢酶的重组谷氨酸棒杆菌及其应用，所述的重组谷氨酸棒杆菌在谷氨酸棒杆菌中表达亚磷酸盐脱氢酶基因。所述的重组谷氨酸棒杆菌能够在不灭菌的亚磷酸盐发酵培养基中发酵生产赖氨酸，解决了现有技术中赖氨酸生产菌株抗杂菌能力弱，容易受杂菌污染导致发酵失败的问题，并且简化了发酵流程，降低了发酵成本。

技术领域

本发明属于微生物及发酵工程技术领域，具体涉及到一种表达亚磷酸盐脱氢酶的重组谷氨酸棒杆菌及其应用。

背景技术

谷氨酸棒杆菌是生产氨基酸产品和其他化学品的重要工业菌种。L-赖氨酸属于天冬氨酸家族氨基酸，为人类和动物所必需的自身不能合成的氨基酸之一，被广泛用于饲料添加剂、食品强化剂和医药产品等方面，其中90％以上的赖氨酸产品用作饲料添加剂。谷氨酸棒杆菌作为重要的赖氨酸生产菌株，其易受杂菌干扰，难以连续化发酵，因此我们需要对该菌株进行分子改造，使其抗杂菌能力增强，以实现后期赖氨酸的连续发酵。

亚磷酸盐脱氢酶(PtxD)是一种需氧的、NAD⁺依赖性酶，可将亚磷酸盐氧化成磷酸盐，同时将NAD⁺还原成NAD⁺H。该酶能够代谢利用低价态亚磷酸盐，同时产物伴随有还原型烟酰胺辅酶的生成，这两大特点使得亚磷酸盐脱氢酶在生物技术研究领域和工业生物催化的辅酶再生领域都有重要应用。大多数细菌只能利用磷酸盐中的+5价磷，而无法利用亚磷酸盐中的+3价磷，我们通过基因编辑技术改造谷氨酸棒杆菌，使它能够利用亚磷酸盐。我们将来自不同菌株的PtxD基因在谷氨酸棒杆菌中表达。改造后的菌株可以在只添加亚磷酸盐的发酵培养基中生长，从而在与污染菌株竞争时获得优势。最终使得重组菌可以在不灭菌的亚磷酸盐发酵培养基中正常发酵而赖氨酸产量不受影响。同时，基于亚磷酸盐的代谢能够为微生物提供更多的能量与还原力，能够提高相关产品的产量和生产效率。目前尚无在谷氨酸棒杆菌中表达亚磷酸盐脱氢酶的方法。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种表达亚磷酸盐脱氢酶(PtxD)的重组谷氨酸棒杆菌，该重组谷氨酸棒杆菌可以在只添加亚磷酸盐的发酵培养基中正常生长，表现出更好的生存与生产性能，简化了生产流程降低生产成本。

本发明还要解决的技术问题是提供上述重组谷氨酸棒杆菌的构建方法。

本发明还要解决的技术问题是提供上述重组谷氨酸棒杆菌的应用。

为了解决上述第一个技术问题，本发明公开了一种重组谷氨酸棒杆菌，其是通过在所述的谷氨酸棒杆菌中表达PtxD基因构建得到的。

其中，所述的谷氨酸棒杆菌为ATCC31269、ATCC13032中的任意一种。

其中，所述的PtxD基因的核苷酸序列选自SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ IDNO.3、SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.5；其对应的来源菌株、基因命名和序列编号如表1 所示；

表1