【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及基因工程領(lǐng)域，尤其涉及一種高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌。
技術(shù)介紹
1、氨基乙酰丙酸(ala)是一種非蛋白質(zhì)氨基酸，是合成血紅素、葉綠素、細(xì)胞色素和維生素b12的常見四吡羅途徑中第一個(gè)確定的中間體。實(shí)際上，在生物體內(nèi)存在兩種已知的代謝路徑。其中一條途徑是c4途徑，通過ala合成酶(alas)將琥珀酰輔酶a和甘氨酸縮合成ala。c4途徑僅限于哺乳動(dòng)物、真菌和紫色非硫細(xì)菌。第二種途徑是c5途徑，它涉及三個(gè)酶促反應(yīng)，導(dǎo)致谷氨酸生物合成ala。c5通路在大多數(shù)細(xì)菌、所有古生菌和植物中都是活躍的。
2、大腸桿菌作為目前微生物發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的菌株成為重要選擇，在大腸桿菌中，ala的生物合成是通過c5途徑進(jìn)行的，并受到c5途徑最終產(chǎn)物血紅素的反饋抑制的嚴(yán)格調(diào)節(jié)。在目前的產(chǎn)ala的菌株的研究中，主要通過加強(qiáng)大腸桿菌5-氨基乙酰丙酸的路徑強(qiáng)度，同時(shí)通過敲除支路副產(chǎn)物路徑來保證目標(biāo)產(chǎn)物的碳流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處而提供一種高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，以大腸桿菌e.coli?bl21(de3)作為出發(fā)菌株，對(duì)其本身的c5途徑進(jìn)行改造，達(dá)到提高5-氨基乙酰丙酸產(chǎn)量的目的。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：
3、第一方面，本專利技術(shù)提供了一種高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下基因修飾改造得到：敲除gada基因，更換arge基因的啟動(dòng)子
4、本專利技術(shù)利用合成生物學(xué)技術(shù)和基因工程的手段，以大腸桿菌作為出發(fā)菌株，對(duì)其本身的c5途徑(如圖1所示)進(jìn)行改造，進(jìn)而提升5-氨基乙酰丙酸的產(chǎn)量。本專利技術(shù)經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，通過敲除gada基因，并更換arge的啟動(dòng)子可以減少谷氨酸的降解，從而提升5-氨基乙酰丙酸的產(chǎn)量。
5、更優(yōu)選地，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下的基因修飾改造得到：敲除gada基因，更換arge基因的啟動(dòng)子為j23108。
6、優(yōu)選地，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：增強(qiáng)gdha、hemas、heml中至少一種的基因表達(dá)或酶活性。
7、本專利技術(shù)經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，通過增強(qiáng)gdha、hemas、heml基因表達(dá)或酶活性，能進(jìn)一步增加5-氨基乙酰丙酸的合成。
8、更優(yōu)選地，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下的基因修飾改造得到：增強(qiáng)hemas和heml的基因表達(dá)或酶活性。
9、優(yōu)選地，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：敲除acka、poxb、pta基因中的至少一種。
10、本專利技術(shù)經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)，疊加敲除乙酸合成基因acka、poxb、pta減少流向tca循環(huán)的碳通量的損失，可以進(jìn)一步提升5-氨基乙酰丙酸的產(chǎn)量。
11、更優(yōu)選地，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：敲除acka、poxb和pta基因。
12、優(yōu)選地，所述大腸桿菌為e.coli?bl21(de3)。
13、第二方面，本專利技術(shù)提供了上述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌在生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸中的應(yīng)用。
14、第三方面，本專利技術(shù)提供了一種生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸的方法，通過對(duì)上述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌進(jìn)行誘導(dǎo)發(fā)酵生產(chǎn)得到5-氨基乙酰丙酸。
15、本專利技術(shù)的有益效果為：
16、本專利技術(shù)利用合成生物學(xué)技術(shù)和基因工程的手段，以大腸桿菌e.coli?bl21(de3)作為出發(fā)菌株，對(duì)其c5途徑進(jìn)行改造，通過敲除gada基因和更換arge基因的啟動(dòng)子來減少谷氨酸的降解；通過增強(qiáng)gdha、hemas和heml基因的表達(dá)并更換啟動(dòng)子，通過增加流向5氨基乙酰丙酸的碳通量，增加5-氨基乙酰丙酸的合成；另外，還通過敲除乙酸合成基因acka、poxb和pta減少流向tca循環(huán)的碳通量的損失，以此達(dá)到提高5-氨基乙酰丙酸產(chǎn)量的目的。
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1.一種高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下基因修飾改造得到：敲除gadA基因，更換argE基因的啟動(dòng)子為J23100、J23111、J23104、J23108、J23103中的任一種。
2.如權(quán)利要求1所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下的基因修飾改造得到：敲除gadA基因，更換argE基因的啟動(dòng)子為J23108。
3.如權(quán)利要求1所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：增強(qiáng)gdhA、hemAS、hemL中至少一種的基因表達(dá)或酶活性。
4.如權(quán)利要求3所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：增強(qiáng)hemAS和hemL的基因表達(dá)或酶活性。
5.如權(quán)利要求3所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：敲除ackA、poxB、pta基因中的至少一種。
6.如權(quán)利要求5
7.如權(quán)利要求1所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述大腸桿菌為E.coliBL21。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌在生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸中的應(yīng)用。
9.一種生產(chǎn)5-氨基乙酰丙酸的方法，其特征在于，通過對(duì)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌進(jìn)行誘導(dǎo)發(fā)酵生產(chǎn)得到5-氨基乙酰丙酸。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下基因修飾改造得到：敲除gada基因，更換arge基因的啟動(dòng)子為j23100、j23111、j23104、j23108、j23103中的任一種。
2.如權(quán)利要求1所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌通過對(duì)大腸桿菌進(jìn)行如下的基因修飾改造得到：敲除gada基因，更換arge基因的啟動(dòng)子為j23108。
3.如權(quán)利要求1所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：增強(qiáng)gdha、hemas、heml中至少一種的基因表達(dá)或酶活性。
4.如權(quán)利要求3所述的高效合成5-氨基乙酰丙酸的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌還包括如下基因修飾改造：增強(qiáng)hemas和...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金憶文，勞才文，夏沁怡，沈慧敏，李賀，樊希杰，張啟宏，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：合肥中科健康生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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