[发明专利]一种酶活性改变的氨基脱氧分支酸合成酶突变体T426I及其应用

说明书

本发明公开了一种酶活性改变的氨基脱氧分支酸合成酶突变体T426I及其应用，属于遗传工程和发酵工程领域。本发明将亲本谷氨酸棒杆菌△SSAAI(菌株保藏名称：△SSAAI，保藏号CGMCC No 15170)中氨基脱氧分支酸合成酶的T426位点突变成了异亮氨酸，得到的突变体酶活下降了15.2％。将该突变体构建的基因工程菌进行发酵，发现L‑丝氨酸产量提高了18.75％。该发明通过点突变有效改变氨基脱氧分支酸合成酶活力，为构建高效生产丝氨酸基因工程菌创造了条件，具有很好的工业应用价值和前景。

技术领域

本发明属于遗传工程和发酵工程技术领域，具体涉及一种酶活性改变的氨基脱氧分支酸合成酶突变体T426I及其应用。

背景技术

谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)是一种典型的原核模式菌株，具有遗传背景清晰，代谢改造操作方便等优势；也被FDA认证为GRAS(General Regarded AsSafe)菌株，是发酵生产氨基酸最为重要的微生物。在谷氨酸棒杆菌中，通常情况下磷酸甘油酸脱氢酶(PGDH)、磷酸丝氨酸转氨酶(PSAT)及磷酸丝氨酸磷酸化酶(PSP)参与L-丝氨酸的合成，而丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)及丝氨酸脱氢酶(SerDH)则参与L-丝氨酸的降解反应，四氢叶酸(THFA)是L-丝氨酸分解代谢途径中SHMT的辅酶，Michael Stolz等(MichaelStolz,Petra Peters-Wendisch,Lothar Eggeling,et al.Reduced Folate Supply as aKey to Enhanced L-Serine Production by Corynebacterium glutamicum.Applied andEnvironmental Microbiology,2007,73(3):750-755)研究表明，通过阻断叶酸途径可减少四氢叶酸的水平，然后外源添加叶酸可以提高模式菌株C.glutamicum ATCC 13032产L-丝氨酸的能力。而由于pabAB编码的氨基脱氧分支酸合成酶(ADC synthase)是叶酸组成部分对氨基苯甲酸(PABA)合成途径的关键酶(Matthews RG.One-carbon metabolism InEscherichia coli and Salmonella Cellular and Molecular Biology Volume1.Second edition.Edited by:Neidhardt FC,Curtiss R 3rd,Ingraham JL,Lin ECC,LowKB,Magasanik B,Reznikoff WS,Riley M,Schaechter M,Umbarger HE.Washington DC,ASM Press；1996:600-611)，推测氨基脱氧分支酸合成酶活力的差异会直接引起胞内叶酸含量的变化，从而影响SHMT的辅酶四氢叶酸的水平，也就是说氨基脱氧分支酸合成酶(编码基因pabAB)与L-丝氨酸降解相关，氨基脱氧分支酸合成酶可促进L-丝氨酸降解，相对应的，降低其活力则可能提高丝氨酸产量。

然而如何通过对氨基脱氧分支酸合成酶进行定向改造来提高丝氨酸产量，目前未见报道，因此，本发明针对此问题提供了一种可操作性方案，对于利用谷氨酸棒杆菌生产丝氨酸具有重要意义。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种改变氨基脱氧分支酸合成酶的方法及重组菌，为代谢工程改造高产丝氨酸菌株奠定基础。本发明在产丝氨酸菌株中对该酶的T426位点进行突变成为T426I突变株，改变了氨基脱氧分支酸合成酶的活性，明显促进了丝氨酸的积累。

技术方案：本发明的第一个目的是提供一种氨基脱氧分支酸合成酶突变体，所述突变体是在氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的亲本谷氨酸棒杆菌ΔSSAAI中氨基脱氧分支酸合成酶的基础上，对第426位的氨基酸进行了突变。

所述突变，在本发明的一种实施方式中，是进行了饱和突变。