[发明专利]细胞内能量水平提高的微生物和用其生产L-氨基酸的方法

说明书

本发明涉及具有提高的细胞内能量水平的重组微生物和使用所述微生物生产L‑氨基酸的方法。

技术领域

本发明涉及具有提高的细胞内能量水平的重组微生物和使用所述微生物生 产L-氨基酸的方法。

背景技术

为了使用微生物生产靶物质，主要使用了对靶物质特异的方法，例如增强 对在靶物质的生成中所涉及的酶进行编码的基因的表达或者移除非必需的基因。 例如，通过增强L-氨基酸的生物合成途径，已经研发了许多能够以高产率生产 目标L-氨基酸的有用菌株(例如大肠杆菌)。为了使用微生物以高产率生产有用 的靶物质，需要生成和维持足够的能量。

为了诸如蛋白质、核酸等物质的体内生物合成，使用以NADH、NADPH和 ATP(腺苷-5'-三磷酸)形式保存的能量。尤其，ATP是将代谢反应中产生的化 学能量传递到微生物的各种活动的一种能量载体。

ATP主要在微生物的代谢过程中产生。主要的细胞内ATP生产途径是经由 糖酵解过程发生的底物水平磷酸化反应，或使用在糖酵解过程中积累在NADH 等中的还原力并通过电子传递链生产ATP的氧化磷酸化反应。所产生的ATP在 体内活动中被消耗，例如在生物合成、运动、信号传导和细胞分裂。因此，用 于生产有用的靶物质的工业微生物通常表现出高的ATP需求。于是，已进行许 多研究，以在有用的靶物质的大规模生产中，通过提高细胞内能量水平来提高 生产能力(Biotechnol Adv(期刊《生物技术进展》)(2009)27:94-101)。

铁是维持微生物体内平衡所必需的元素之一，并且大肠杆菌利用多种路径 摄取铁(Mol Microbiol(期刊《分子微生物学》)(2006)62:120-131)。摄取铁 的一个路径是经由FhuCDB复合物通道来摄取铁，所述FhuCDB复合物由FhuC、 FhuD和FhuB蛋白形成。最近，有研究人员揭示了，在细胞中存在过量L-色氨 酸的情况下，调控参与L-色氨酸生物合成的基因的表达的TrpR蛋白与L-色氨 酸形成复合物，并且反过来，该复合物结合到fhuCDB操纵子的调控区，这表明 通过FhuCDB蛋白复合物的铁摄取和L-色氨酸生物合成之间可能存在相关性。 然而，尚未阐明FhuCDB蛋白复合物在L-色氨酸生物合成中的功能及其对铁摄 取的影响(Nat Chem Biol(期刊《自然化学生物学》)(2012)8:65-71)。

本发明人已经研究了提高ATP水平和提高有用的靶物质(诸如L-氨基酸) 的生产能力的方法，并且他们发现通过使fhuCDB基因缺失而使FhuCDB蛋白 复合物的功能被灭活后，可以提高细胞内ATP水平，并因此可以提高靶物质的 生产能力，从而完成本发明。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的是提供具有提高的细胞内ATP水平的微生物。

本发明的另一个目的是提供使用具有提高的细胞内ATP水平的微生物来生 产靶物质的方法。

技术方案

在一个方面，本发明提供具有提高的细胞内ATP水平的微生物。

在本发明的一个具体实施方式中，微生物可以是具有如下特征的微生物： 构成铁摄取系统的FhuC蛋白、FhuD蛋白和FhuB蛋白中的一个或多个的活性 被灭活，并因此具有与未修饰的菌株相比提高的细胞内ATP水平。