本发明涉及基因工程,具体涉及一种乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体及其应用。
背景技术:
1、大肠杆菌(escherichia coli)是革兰氏阴性细菌,具有生长速度快、背景清晰、代谢工程手段成熟的优点。鉴于此,大肠杆菌广泛应用于工业发酵领域,可用于生产l-氨基酸、核苷酸及其他有机酸等。用于生产l-氨基酸,包括赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸等,大肠杆菌是非常优良的底盘菌。
2、赖氨酸是世界上第二大氨基酸生产品种,广泛应用于动物饲料、医药和食品工业。其中约90%用于饲料工业,10%用于食品和医药行业。用于动物饲料添加剂,赖氨酸可帮助机体吸收其他氨基酸,从而提高饲料质量。
3、从生物化学角度分类,赖氨酸属于天冬氨酸家族氨基酸。大肠杆菌合成赖氨酸,从天冬氨酸开始,经过多步酶催化反应得到赖氨酸。天冬氨酸作为赖氨酸合成的直接前体,前者供应的强化可以有效提高赖氨酸的产率。肠杆菌中催化天冬氨酸生成的一个关键酶是天冬氨酸铵离子裂合酶,该酶由arge基因编码,该酶可将tca循环的中间产物延胡索酸一步氨化为天冬氨酸。已有研究中提高天冬氨酸铵离子裂合酶的表达效率的方式有多种,包括基因的多拷贝,或启动子的强化表达,或在酶的特定位置的引入氨基酸的突变,导致酶的催化活性或催化效率的变化。
4、此外,还有大量关于提高赖氨酸合成效率的报道,比如通过强化赖氨酸合成路径的相关基因,来提高相关酶的表达水平。或者优化中央碳代谢的相关基因的表达水平,来重新分配碳流比例。或者强化还原力辅因子的供应,来解除相关的限速瓶颈。除此之外,也有文献报道通过干扰全局调控或压力应答等来改善细胞的调控机理,亦可对氨基酸合成有正效果。
5、但至今尚未有相关报道,精氨酸代谢路径的基因或酶的变化对赖氨酸的合成有影响。本发明的发明人在多年的研究和实践中发现,精氨酸代谢相关的乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶可微妙的调控赖氨酸的合成。该酶的一些特定的变体,可以显著地提高肠杆菌对赖氨酸的合成效率,从而完成了本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体,及携带其变体的重组菌株的发酵应用。
2、本发明的技术方案是这样实现的:
3、本发明提供一种乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体,所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体其第85位的脯氨酸突变为丝氨酸,其氨基酸序列如seq id no.1。
4、本发明进一步保护编码上述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因,其核苷酸序列如seq id no.2。
5、本发明进一步保护一种乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体,所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体其第85位的脯氨酸突变为苏氨酸,其氨基酸序列如seq id no.3。
6、本发明进一步保护编码上述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因,其核苷酸序列如seq id no.4。
7、本发明进一步保护一种包含上述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因的工程菌。
8、作为本发明进一步的优选,所述工程菌为大肠杆菌。
9、作为本发明进一步的优选,所述工程菌为赖氨酸生产菌株mhz-0914,保藏编号为cgmcc no.22648。
10、本发明进一步保护一种上述工程菌在生产赖氨酸中的应用。
11、本发明具有如下有益效果:将携带乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体的大肠杆菌应用于赖氨酸的发酵生产,其赖氨酸产率得到显著提高。乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体1和变体2应用于赖氨酸的发酵生产,其赖氨酸积累量及转化率比出发菌均有显著提高,并且在不同的出发菌上均有正效果。
1.一种乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体,其特征在于,所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体其第85位的脯氨酸突变为丝氨酸,其氨基酸序列如seq id no.1。
2.编码权利要求1所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因,其特征在于,其核苷酸序列如seq id no.2。
3.一种乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体,其特征在于,所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶变体其第85位的脯氨酸突变为苏氨酸,其氨基酸序列如seq id no.3。
4.编码权利要求3所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因,其特征在于,其核苷酸序列如seq id no.4。
5.一种包含权利要求2或4所述乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶突变体的基因的工程菌。
6.根据权利要求5所述的工程菌,其特征在于,所述工程菌为大肠杆菌。
7.根据权利要求5所述的工程菌,其特征在于,所述工程菌为赖氨酸生产菌株mhz-0914,保藏编号为cgmcc no.22648。
8.一种如权利要求5-7任一项所述工程菌在生产赖氨酸中的应用。