[发明专利]ARO3蛋白突变体及其应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及ARO3蛋白突变体及其应用。本发明所述的ARO3突变体为酵母菌中的ARO3蛋白第154位氨基酸由天冬氨酸突变为天冬酰胺。本发明实验证明，突变体ARO3^D154N蛋白能够解除苯丙氨酸对ARO3蛋白的别构抑制，在微生物中表达突变体蛋白，微生物芳香族氨基酸衍生物的生物合成能力明显增强，工业应用前景良好。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及ARO3蛋白突变体及其应用。

背景技术

芳香族氨基酸衍生物是诸多天然产物、药品的中间体。同时芳香族氨基酸及其衍生物也在保健品、药品、化妆品有等领域具有广泛的应用前景和开发价值。微生物发酵生产芳香族氨基酸及其衍生物具有对自然环境的依赖较小、价格较低等优势。而莽草酸途径以及紧接的芳香族氨基酸途径是酿酒酵母合成芳香族氨基酸及其衍生物的关键途径。

酿酒酵母中莽草酸途径的起始步骤为赤藓糖-4-磷酸(erythosd-phosphate，E4P)和磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvate，PEP)在DAHP合酶的作用下缩合生成DAHP，即为3-脱氧-α-阿拉伯庚酮糖酸-7-磷酸。DAHP合酶为莽草酸途径的关键酶，在酿酒酵母中有两个同工酶ARO4和ARO3，其酶活分别受到酪氨酸和苯丙氨酸的反馈抑制。其中ARO4的突变体ARO4^K229L能够缓解酪氨酸的反馈抑制，并表达解除反馈抑制的ARO4突变体可以提高莽草酸及其衍生物、芳香族氨基酸及其衍生物的产量。但目前ARO3尚未寻找到能够缓解苯丙氨酸反馈抑制的突变体。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供ARO3蛋白突变体及其应用，从而解除苯丙氨酸对ARO3蛋白的别构抑制，提高莽草酸及其衍生物、芳香族氨基酸及其衍生物的产量。

本发明提供的酵母ARO3蛋白的突变体，其第154位氨基酸为Asn。

本发明所述酵母ARO3蛋白在酵母菌不同的菌种中具有较高同源性。在酿酒酵母中，ARO3蛋白的第154位氨基酸由Asp变为Asn。而在其他酵母菌种中，该突变位点的位置因序列中氨基酸残基的添加或缺失可能会发生改变，但只要在相应位置，Asp突变为Asn，皆可具有解除别构抑制的作用。

本发明中，所述酿酒酵母为S288C或CEN.PK。

即本发明所述的突变体，是在酿酒酵母S288C或酿酒酵母CEN.PK的ARO3蛋白第154位发生突变，由Asp变为Asn，记为ARO3^D154N。

本发明所述的突变体氨基酸序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示。

本发明的实验证明，酿酒酵母ARO3^D154N突变体，与野生型相比，能够解除苯丙氨酸的别构抑制，其芳香族氨基酸衍生物的产量有显著提高，因此具有良好的工业应用前景。

本发明还提供了编码本发明所述所述突变体的核酸。

本发明所述的核酸的序列如SEQ ID NO.3或SEQ ID NO.4所示。

本发明所述的突变体，或所述的核酸，在制备代谢产物中的应用；所述代谢产物为莽草酸途径代谢产物或芳香族氨基酸衍生物。

一些实施例中，所述代谢产物包括苯乙醇、色醇、酪醇、红景天苷或羟基酪醇中至少一种。