[发明专利]具有启动子活性的多核苷酸及其用途和生产目标化合物的方法

说明书

本公开属于生物技术和基因工程技术领域，具体涉及一种具有启动子活性的多核苷酸，包含具有启动子活性的多核苷酸的转录表达盒、重组表达载体、重组宿主细胞，以及调控目标基因转录的方法、制备蛋白的方法和生产目标化合物的方法。本公开中具有启动子活性的多核苷酸，为在如SEQ ID NO：2‑4任一项所示序列的多核苷酸基础上获得的突变体，是一种高盐、高渗透压诱导型的启动子。与野生型启动子相比，本公开中的突变体在高盐、高渗透压环境下的启动子活性较野生型启动子进一步提高，可用于目标化合物在高盐、高渗透压环境下的高效稳定生产，具有重要的工业应用价值。

技术领域

本公开属于生物技术和基因工程技术领域，具体涉及一种具有启动子活性的多核苷酸，包含具有启动子活性的多核苷酸的转录表达盒、重组表达载体、重组宿主细胞，以及调控目标基因转录的方法、制备蛋白的方法和生产目标化合物的方法。

背景技术

微生物发酵法可以生产多种目标化合物，如氨基酸、有机酸、生物基材料、药物化合物等等，这些目标化合物可广泛应用于医药、健康、食品、动物饲料和化妆品等领域，具有巨大的经济价值。近年来，随着对氨基酸、有机酸、生物基材料、原料药物等市场需求的不断增加，如何提高目标化合物的产量，实现对目标化合物的工业化大规模生产，是当前亟需解决的重要问题。

通过基因工程的方法对微生物代谢途径中的关键基因进行改造，是提高目标化合物的发酵产量的重要方法。影响基因表达的因素包括启动子的活性、基因翻译效率、基因拷贝数等。然而，基因拷贝数的增加会降低菌种基因组的稳定性，与此相比，通过提高启动子活性以提高基因的表达效率成为对关键基因进行改造的重要手段。

诱导型启动子可以控制转录起始的时间，因此更有利于菌株的代谢流调控和重新分配。目前tac、trc等诱导型启动子在谷氨酸棒状杆菌的代谢调控中被广泛使用。然而上述启动子往往需要额外添加昂贵的诱导剂，例如IPTG，这些诱导剂的添加也会对菌株造成一定的毒性，或对发酵体系造成较大的干扰。因此开发工业发酵条件下的自诱导系统对于工业菌株的构建至关重要。此外，在发酵罐中pH和溶氧严格控制的条件下，利用微生物发酵生产谷氨酸、赖氨酸等大宗化学品的产量能够达到100g/L甚至200g/L以上的水平^[5-6]，因此，在发酵后期高浓度产物或中间代谢物的积累以及底物的不断流加势必引发高盐、高渗的压力。同时，高盐高渗条件也几乎是所有工业菌株在发酵后期都将面临的环境诱导因素。

因此，鉴定高盐高渗诱导型启动子，开发构建针对发酵后期高盐高渗条件的自诱导系统，不仅可以增加可用的自诱导系统，而且可以为所有工业菌株的开发提供通用的自诱导元件，这也成为当前工业微生物开发亟需解决的关键问题。

发明内容

发明要解决的问题

鉴于现有技术中存在的技术问题，例如，tac、trc等诱导型启动子需添加IPTG等昂贵诱导剂、且诱导剂的添加对菌株造成毒性的问题。为此，本公开提供了一种具有启动子活性的多核苷酸，为在SEQ ID NO：2-4任一项所示序列的多核苷酸基础上获得的突变体，本公开中的突变体在盐浓度、渗透压升高的环境下表现出增强的启动子活性，将其与目标基因可操作地连接，可以使目标基因在高盐、高渗透压的环境下高效表达，避免使用IPTG等高昂的诱导剂，为目标化合物的高效生产提供了一种新型的高盐或高渗诱导型的启动子。并且，突变体的启动子活性较野生型启动子活性显著提高，具有重要的工业应用价值。

用于解决问题的方案

本公开提供了一种具有启动子活性的多核苷酸，其中，所述多核苷酸选自如下(i)-(vi)组成的组中的任一项：