[发明专利]通过发酵生产L－谷氨酸的方法

说明书

                       技术领域

本发明涉及一种通过发酵来生产L-谷氨酸的方法。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。

                     背景技术

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的所谓的生产L-谷氨酸棒状细菌或其突变体进行生产的(Amino Acid Fermentotios，Gakkai Shuppan Center，195-215(1986))。已知的使用其它细菌菌株来生产L-谷氨基的发酵方法有：使用包括杆菌、链霉菌以及青霉素的微生物的方法(美国专利第3,220,929号)；以及使用包括假单孢菌属、节核细菌属、沙雷氏菌属以及假丝酵母的微生物的方法(美国专利第3,563,857号)。虽然通过使用传统的方法已经可以大大提高L-谷氨酸的生产能力，但是为了满足日益增加的需求，仍需要发展一种更有效、更廉价的生产L-谷氨酸的方法。

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(glutamate dehydrogenase，下文称“GDH”)的催化来合成L-谷氨酸。另外一条途径(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(glutamine synthetase，下文称“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，下文称“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。迄今为止，利用细菌菌株GDH途径生产L-谷氨酸并通过提高其GDH活性来增强L-谷氨酸生产的方面已有报道，但是利用细菌菌株GS/GOGAT途径生产L-谷氨酸并使其生产得以增强的方法尚不知晓。

                     本发明的说明

本发明的一个目的是培养能高效生产L-谷氨酸的细菌菌株并提出一种更有效、更廉价的L-谷氨酸生产方法，以满足对L-谷氨酸的日益增长的需求。

本发明的发明者们已经使用其GOGAT活性得到增强的细菌菌株对L-谷氨酸的生产方法进行了研究，上述的GOGAT是参与GS/GOGAT途径的其中一种酶，它催化L-谷氨酸的生成。结果发明者们发现，当能够生产L-谷氨酸的细菌菌株的GOGAT活性被增强时，其生产L-谷氨酸的能力即得以提高，这样即完成了此发明。

也就是说，本发明提供了一种属于棒状杆菌属的细菌菌株，这一菌株具有生产L-谷氨酸的能力，其细胞中的谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶的活性被增强。这种谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶活力的增强可以通过增加编码谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶基因的拷贝数来完成。另外，谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶活性的增强也可以通过改变编码该酶基因的表达调控序列来完成。谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶可以得自属于埃希氏杆菌属或棒状杆菌属的微生物。

另外，本发明还提供了一个编码氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶的基因，它包含的核苷酸序列至少对应于SEQ ID NO：7中所描述的核苷酸序列的第565-6614位。

而且，本发明还提供了一种通过发酵来生产L-谷氨酸的方法，包括在液体培养基中培养一种属于棒状杆菌属的细菌菌株，该菌株具L-谷氨酸生产能力，其细胞内的谷氨酰胺-酮戊二酸氨基转移酶的活力被增强；在培养基中生产并积累L-谷氨酸；以及从该培养基中回收L-谷氨酸的步骤。

本发明将在下面作详细说明。(1)属于棒状杆菌属的具有生产L-谷氨酸能力的细菌