[发明专利]抗应激性微生物及发酵产物的制备方法

说明书

                 技术领域

本项发明系关于发酵产物的制备方法，具体说就是通过微生物发酵，制取氨基酸等有益物质的方法，以及对抑制微生物的生长和/或发酵产物的产生的应激压力具有抗性的微生物。

                 背景技术

细胞一旦处于高温、高渗透压、代谢阻滞、重金属存在、病毒感染等应激状态，在很短时间内就可以诱导合成一种称为热应激蛋白的蛋白质(以下简称[HSP])，以防御应激反应。这种HSP，从原核细胞到真核细胞具有广泛的同源性，可分成这几个大组(HSP60组、HSP70组、HSP90组、TRiC组、其它组)(Hendrick，J.P.and Hartl F-V生物化学年评，62,349-384(1993))。

HSP之所以具有抗应激性，是因为HSP具有形成蛋白质高级结构的功能(蛋白质的折叠)。即蛋白质因应激反应而变性、不能形成正常高级结构，HSP与其相结合，该蛋白质重新形成正确的高级结构(再折叠)使其恢复正常功能。

在蛋白质形成高级结构的过程中，HSP不仅对已变性蛋白质发挥作用，即使是正常状态的细胞，HSP也作为伴侣分子参与到蛋白质的折叠、组装、转运等过程中，现在人们已经意识到它的重要性，给予很大关注(Ellis，R.J.等科学250，954-959(1990)。所谓伴侣分子就是辅助的意思，因HSP可与各种蛋白质相结合发挥作用而被命名的。

HSP是在细胞处于上述应激状态的诱导之下发现的。通常情况下，这种诱导是暂时的，不久就会减退，重新达到一个新的稳定状态。这种诱导HSP的方法，是在转录水平进行的(Cowing D.C.等，美国国家科学院院报，80，2679-2683(1985)，Zhou，Y.N.等，细菌学杂志，170，3640-3649(1988))。HSP基因中有一称为热应激启动子的结构，其中存在对该热应激启动子特异起作用的σ因子中的一种σ³²。σ³²是由rpoH基因编码半衰期很短(约1分钟)的一种蛋白质，它与短时诱导HSP密切相关(Straus，D.B.等，自然，329，348-351(1987))。σ³²的自身调节是靠转录及翻译进行的，但主要依靠翻译调节。

由热应激方式诱导HSP的方法，主要取决于σ³²合成量的增加和稳定性的增加二方面的机制。其中将σ³²的结构进行热处理，促进其翻译功能，可增加它的合成量(Yura.T.等，微生物学年评，47，321-351(1993))；关于σ³²稳定性问题，现在认为σ³²的降解过程与HSP(Dnak等)有关，通过HSP反馈抑制其活动，达到一定状态(Tilly，K等，细胞，34，641-646(1983)，Liberek，K，美国国家科学院院报8935116-3520(1994)。

我们已经了解：大肠杆菌(E.coli)在应激状态下HSP与细胞生长之间的关系(Meury，J.等，欧洲微生物学联合会  微生物学快报，113 93-100(1993))、dnaK对人成长过程中激素产生的影响及groE对胶原酶原分泌的影响(Hockney，R.C.，生物工程动态12，456(1994))，但还不清楚氨基酸核酸等发酵产物与HSP之间的关系。而且还尚不清楚棒杆状细菌中HSP与生长的关系和HSP与发酵产物之间的关。

                 发明公开

本发明以明确HSP与微生物生长和发酵的关系为课题，在氨基酸等有益物质的发酵过程中，减少应激压力对微生物的生长/或发酵产物产生的影响，从而改善生产及收获率低下。

本发明人，为解决上述课题进行了专门的研究，将编码HSP的基因或编码HSP中有特殊功能的σ因子的基因导入微生物中，结果发现这样可使HSP活性增强，从而使微生物的生产性及生长等得到改善，及至最终完成本发明。

本发明也即包括如下特征的方法：在培养基中培养微生物，使发酵产物在培养基中生成和积聚，然后提取该发酵产物，再利用微生物制备发酵产物的方法，将前面提到的微生物中编码HSP的基因或编码HSP中有特殊功能的σ因子的基因，至少一个导入该发酵产物的细胞中，使HSP活性增强，减少应激反应对微生物的生长/或发酵产物产生的抑制。