本發(fā)明專利技術(shù)涉及生物工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體及其應(yīng)用。本發(fā)明專利技術(shù)提供的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)槌於彼嵋酝獾陌被岬耐蛔儭Ｔ撏蛔凅w能夠顯著提高菌株對賴氨酸的合成效率，進(jìn)而顯著提升菌株的賴氨酸產(chǎn)量和/或糖酸轉(zhuǎn)化率。該突變體可用于賴氨酸或其衍生物生產(chǎn)菌株的構(gòu)建和篩選，有利于提高賴氨酸生產(chǎn)菌株的賴氨酸產(chǎn)量和糖酸轉(zhuǎn)化率，對于提高菌株的發(fā)酵生產(chǎn)性能、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及生物工程，尤其涉及含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體及其應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、l-賴氨酸作為必需氨基酸廣泛應(yīng)用于食品加工、醫(yī)藥和飼料添加劑等領(lǐng)域，其中約90％的l-賴氨酸用于飼料工業(yè)，10％用于食品和醫(yī)藥行業(yè)。用于動物飼料添加劑，l-賴氨酸可幫助動物機(jī)體吸收其他氨基酸，從而提高飼料質(zhì)量。因此，提高賴氨酸的產(chǎn)量具有重要意義。
2、生產(chǎn)l-賴氨酸的方法包括蛋白分解法、化學(xué)法、酶法和微生物發(fā)酵法。目前，l-賴氨酸主要通過微生物發(fā)酵法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，其中谷氨酸棒桿菌(corynebacteriumglutamicum)是最常用的l-賴氨酸生產(chǎn)菌，其具有生長速度快、非致病、對自身代謝物降解能力弱的特性，廣泛用于生產(chǎn)多種氨基酸、核苷酸及有機(jī)酸。谷氨酸棒桿菌合成l-賴氨酸從l-天冬氨酸開始，經(jīng)過多步酶催化反應(yīng)得到l-賴氨酸。l-賴氨酸的產(chǎn)率與生物合成途徑中的酶活性及代謝流的分布有關(guān)，通過增強(qiáng)末端合成途徑的酶活性或改變中央代謝流方向，以及增加還原力的供給，可以促進(jìn)谷氨酸棒桿菌的l-賴氨酸產(chǎn)量提升。為進(jìn)一步促進(jìn)谷氨酸棒桿菌的l-賴氨酸產(chǎn)量提升，仍需開發(fā)新的能夠促進(jìn)l-賴氨酸生產(chǎn)的蛋白及其編碼基因。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體及其應(yīng)用。
2、具體地，本專利技術(shù)提供以下技術(shù)方案：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)槌於彼嵋酝獾陌被岬耐蛔儭?/p>4、上述除天冬氨酸以外的氨基酸包括但不限于丙氨酸、精氨酸或賴氨酸。
5、優(yōu)選地，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)楸彼帷⒕彼峄蛸嚢彼岬耐蛔儭?/p>
6、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比的突變?yōu)榈?位天冬氨酸突變?yōu)楸彼帷⒕彼峄蛸嚢彼帷?/p>
7、本專利技術(shù)所述的谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白的ncbi參考序列編號為ncgl1286，其氨基酸序列如seq?id?no.4所示。編碼基因的核苷酸序列如seq?id?no.8所示。
8、優(yōu)選地，所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的氨基酸序列如seq?id?no.1～3任一所示。
9、本專利技術(shù)提供的上述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體能夠顯著提升微生物(尤其是棒桿菌屬細(xì)菌)的賴氨酸產(chǎn)量和糖酸轉(zhuǎn)化率。
10、第二方面，本專利技術(shù)提供編碼以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的核酸分子。
11、根據(jù)上述提供的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的氨基酸序列和密碼子規(guī)則，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠獲得編碼所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的核酸分子的核苷酸序列。
12、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，編碼以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的核酸分子的核苷酸序列如seq?id?no.5～7任一所示。
13、第三方面，本專利技術(shù)提供包含以上所述的核酸分子，或者，表達(dá)以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的生物材料。
14、以上所述的生物材料包括表達(dá)盒、載體或宿主細(xì)胞。
15、其中，所述表達(dá)盒為將所述核酸分子與轉(zhuǎn)錄和/或翻譯調(diào)控元件可操作性地連接得到的重組核酸分子。
16、所述載體包括但不限于質(zhì)粒載體、病毒載體、轉(zhuǎn)座子。
17、所述宿主細(xì)胞為任意能夠攜帶上述核酸分子或表達(dá)所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的細(xì)胞，包括微生物細(xì)胞，優(yōu)選為棒桿菌屬細(xì)菌、腸桿菌科細(xì)菌或芽孢桿菌屬細(xì)菌。
18、第四方面，本專利技術(shù)提供以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體或所述核酸分子或所述生物材料的以下任一種應(yīng)用：
19、(1)在生產(chǎn)賴氨酸或其衍生物中的應(yīng)用；
20、(2)在構(gòu)建用于生產(chǎn)賴氨酸或其衍生物的微生物中的應(yīng)用；
21、(3)在篩選或鑒別高產(chǎn)賴氨酸的微生物中的應(yīng)用。
22、本專利技術(shù)還提供以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體或所述核酸分子或所述生物材料在提高微生物的賴氨酸生產(chǎn)能力中的應(yīng)用。
23、以上所述的生產(chǎn)能力提高可表現(xiàn)為賴氨酸的產(chǎn)量和/或糖酸轉(zhuǎn)化率提高。
24、以上所述的應(yīng)用中，所述微生物為棒桿菌屬細(xì)菌、腸桿菌科細(xì)菌或芽孢桿菌屬細(xì)菌。
25、優(yōu)選地，所述棒桿菌屬細(xì)菌為谷氨酸棒桿菌。所述腸桿菌科細(xì)菌為大腸桿菌。所述芽孢桿菌屬細(xì)菌為枯草芽孢桿菌。
26、第五方面，本專利技術(shù)提供一種修飾的微生物，所述修飾的微生物表達(dá)以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，和/或，所述修飾的微生物含有以上所述的核酸分子。
27、具體地，所述修飾的微生物經(jīng)修飾以使得其表達(dá)以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，和/或，含有以上所述的核酸分子。
28、優(yōu)選地，所述修飾的微生物不表達(dá)其經(jīng)修飾前的原始含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白。
29、優(yōu)選地，所述修飾的微生物的染色體原位含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白基因突變?yōu)榫幋a以上所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的基因。
30、優(yōu)選地，所述微生物為棒桿菌屬細(xì)菌、腸桿菌科細(xì)菌或芽孢桿菌屬細(xì)菌。
31、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述棒桿菌屬細(xì)菌為谷氨酸棒桿菌。所述腸桿菌科細(xì)菌為大腸桿菌。所述芽孢桿菌屬細(xì)菌為枯草芽孢桿菌。
32、對于谷氨酸棒桿菌野生型菌株而言，所述染色體原位含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白基因的ncbi參考序列編號為ncgl1286，其氨基酸序列如seq?id?no.4所示。編碼基因的核苷酸序列如seq?id?no.8所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過序列相似性分析確定其他微生物中ncgl1286的同源基因。
33、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中提供一種修飾的谷氨酸棒桿菌，所述修飾的谷氨酸棒桿菌能夠表達(dá)所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體。該修飾的谷氨酸棒桿菌產(chǎn)生賴氨酸的能力及其賴氨酸產(chǎn)量和/或糖酸轉(zhuǎn)化率較修飾前顯著提高。
34、上述修飾的微生物可采用如下方法構(gòu)建得到：以能夠合成賴氨酸的微生物為出發(fā)菌株，通過使其表達(dá)所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，且不表達(dá)其原始含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白，構(gòu)建得到上述修飾的微生物。
35、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，對微生物原始含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白基因進(jìn)行突變，以使得其編碼所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，進(jìn)而得到所述修飾的微生物。
36、在本專利技術(shù)的一些實(shí)施方式中，所述修飾的微生物為表達(dá)所述含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的野生型微生物。優(yōu)選為也野生型谷氨酸棒桿菌，所述野生型谷氨酸棒桿菌包括但不限于谷氨酸棒桿菌atcc13032或atcc14067。谷氨酸棒桿菌atcc?13032和atcc?14067是谷氨酸棒桿菌模式菌株，可通過市售途徑購買得到，相關(guān)菌株的基因組序列已本文檔來自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)槌於彼嵋酝獾陌被岬耐蛔儭?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)楸彼帷⒕彼峄蛸嚢彼岬耐蛔儭?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體的氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1～3任一所示。
4.核酸分子，其特征在于，所述核酸分子編碼權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體。
5.生物材料，其特征在于，所述生物材料包含權(quán)利要求4所述的核酸分子，或者，所述生物材料表達(dá)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體。
6.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體或權(quán)利要求4所述的核酸分子或權(quán)利要求5所述的生物材料的以下任一種應(yīng)用：
7.一種修飾的微生物，其特征在于，所述修飾的微生物表達(dá)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，和/或，所述修飾的微生物含有權(quán)利要求4所述的核酸分子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的修飾的微生物，其特征在于，所述修飾的微生物的染色體原位含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白基因突變?yōu)榫幋a權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含DUF2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體的基因；
9.權(quán)利要求7或8所述的修飾的微生物在生產(chǎn)賴氨酸或其衍生物中的應(yīng)用。
10.一種發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸或其衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括：培養(yǎng)權(quán)利要求7或8所述的修飾的微生物獲得培養(yǎng)物，從所述培養(yǎng)物中收集賴氨酸或其衍生物。
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【技術(shù)特征摘要】
1.含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)槌於彼嵋酝獾陌被岬耐蛔儭?/p>
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體與谷氨酸棒桿菌野生型含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白相比，含有第6位天冬氨酸突變?yōu)楸彼帷⒕彼峄蛸嚢彼岬耐蛔儭?/p>
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體，其特征在于，所述突變體的氨基酸序列如seq?id?no.1～3任一所示。
4.核酸分子，其特征在于，所述核酸分子編碼權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋白突變體。
5.生物材料，其特征在于，所述生物材料包含權(quán)利要求4所述的核酸分子，或者，所述生物材料表達(dá)權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的含duf2283結(jié)構(gòu)域蛋...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王亞迪，胡丹，馮帆，趙津津，李巖，
申請(專利權(quán))人：廊坊梅花生物技術(shù)開發(fā)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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