[发明专利]弱化鸟苷酸激酶在提高菌株生产核苷或其衍生物的能力中的应用

说明书

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及弱化鸟苷酸激酶在提高菌株生产核苷或其衍生物的能力中的应用。本发明发现弱化菌株中鸟苷酸激酶的表达后，可以有效提高菌种合成核苷的效率，并据此构建了用于生产核苷的重组微生物，在鸟苷酸激酶的表达受到抑制后，重组微生物生产核苷的水平显著上升。另本发明提供了ylzA蛋白的多个突变位点，这些突变会使得菌株的核苷合成水平显著升高，这在提高微生物的核苷合成效率的领域具有重要意义。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种弱化鸟苷酸激酶在提高菌株生产核苷或其衍生物的能力中的应用。

背景技术

核苷是一类糖苷的总称，是核酸和核苷酸的组成成分。核苷都是由D-核糖或D-Z-脱氧核糖与嘧啶碱或嘌呤碱缩合而成。核苷一般为无色结晶，不溶于普通有机溶剂，易溶于热水，熔点为160～240℃。由D-核糖生成的核苷称核糖核苷，参与RNA组成，由D-α-脱氧核糖生成的核苷称脱氧核糖核苷，参与DNA组成。D-核糖与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶或尿嘧啶缩合生成相应的腺嘌呤核糖核苷、鸟嘌呤核糖核苷、胞嘧啶核糖核苷、胸腺嘧啶核糖核苷和尿嘧啶核糖核苷，它们分别简称为腺苷(A)、鸟苷(G)、胞苷(C)、胸苷(T)和尿苷(U)。

腺苷即腺嘌呤核苷，化学名为6-氨基-9-β-D-呋喃核糖基-9-氢嘌呤，它是腺嘌呤核苷酸脱磷酸后的产物，属于重要的核苷酸衍生物。腺苷是一种遍布人体细胞的内源性核苷，可直接进入心肌经磷酸化生成腺苷酸，参与心肌能量代谢，同时还参与扩张冠脉血管，增加血流量。腺苷对心血管系统和肌体的许多其它系统及组织均有生理作用。腺苷除了可以用作治疗心脏的特效药物之外，还是用于合成三磷酸腺苷(ATP)、腺嘌呤、腺苷酸、阿糖腺苷的重要中间体，广泛应用于医药等行业。

鸟嘌呤核苷，又名9-β-D-呋喃核糖鸟嘌呤，以下也称鸟苷，具有多种用途，在食品和医药行业有着广泛的作用。在食品领域，鸟苷是鸟苷酸二钠的重要前体，而鸟苷酸二钠与肌苷酸二钠组合使用作为食品增鲜剂，广泛应用于鸡精、酱油等调味品中。在医药领域，鸟苷可以作为多种抗病毒药物的医药中间体，如无环鸟苷、三氮唑核苷、三磷酸鸟苷钠等都需要鸟苷作为合成原料

肌苷，化学名称：9-β-D-核糖次黄嘌呤。系细胞代谢改善药，参与体内核酸代谢，在体内转变为肌苷酸及三磷酸腺苷，参与细胞的能量代谢和蛋白质合成，提高各种酶，特别是辅酶A与丙酮酸氧化酶的活性，从而使细胞在缺氧状态下继续进行代谢，活化肝脏功能，促进受损伤肝脏的恢复，可刺激体内产生抗体并促进肠道对铁的吸收。适用于各种慢性肝脏疾患、心脏疾患、白血球或血小板减少症、中心性视网膜炎等，并可预防接触锑剂引起的对肝脏心脏的副作用。

嘌呤核苷既可通过化学法合成，也可通过微生物发酵法合成，并且微生物发酵法由于其诸多的优势(条件温和、环境污染小)，已成为主流生产方法。但发酵法的缺点则是成本高、转化率低。因此，亟待通过代谢工程的手段，改善菌种性能。

目前核苷生产菌性能提升的主要手段是嘌呤操纵子的优化以及核苷外运蛋白基因pbuE改造。包括purF等嘌呤操纵子基因的过表达、嘌呤操纵子核糖开关优化、pbuE基因点突变优化等。鲜有文献报道其他基因位点对核苷生产菌性能提升的作用效果。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供弱化鸟苷酸激酶在提高菌株生产核苷或其衍生物的能力中的应用。

第一方面，本发明提供弱化鸟苷酸激酶在提高菌株生产核苷或其衍生物的能力中的应用。

进一步地，所述弱化鸟苷酸激酶为通过抑制所述菌株中鸟苷酸激酶的表达得到；优选地，所述鸟苷酸激酶包括如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。

进一步地，所述抑制所述菌株中鸟苷酸激酶的表达，包括如下任意一种或多种：

I)所述鸟苷酸激酶发生点突变导致弱化；

II)所述鸟苷酸激酶的编码基因发生基因片段缺失或提前终止导致弱化；