[发明专利]新型启动子及其用途

说明书

本申请涉及一种新型启动子和使用该启动子生产目标材料的方法。更具体地，本申请涉及具有启动子活性的新型多核苷酸、基因表达盒和包含该多核苷酸的宿主细胞，以及使用该微生物生产目标材料的方法。

[技术领域]

本申请涉及新型启动子和使用该启动子生产目标材料的方法。更具体地，本申请涉及具有启动子活性的新型多核苷酸、包含该多核苷酸的载体和宿主细胞以及使用微生物生产目标材料的方法。

[背景技术]

以作为环保和安全生产方法的多种方式研究了从微生物生产目标材料(例如氨基酸)的工艺。其中，连续地进行研究以在棒状杆菌属微生物中生产大量的目标材料。棒状杆菌属微生物，具体是谷氨酸棒状杆菌，是广泛用于生产L-氨基酸和其他有用材料的革兰氏阳性微生物。为了生产L-氨基酸和其他有用材料，正在进行多种研究以开发具有高效生产的微生物和用于发酵工艺的技术。

L-赖氨酸是由棒状杆菌属微生物生产的代表性材料，用于动物饲料、人用药物和化妆品工业，并且是利用棒状杆菌菌株发酵生产的。L-赖氨酸生物合成相关基因被增强的微生物和使用该微生物生产L-赖氨酸的方法等是本领域已知的(KR 10-0924065B1)。

此外，L-苏氨酸是一种必需氨基酸，广泛用于饲料和食品添加剂，并且也用于医用输液和作为医药原料。由于L-苏氨酸的植物蛋白含量低，因此有效地用作动物饲料的添加剂。L-苏氨酸主要通过利用大肠杆菌或使用人工突变或基因重组开发的棒状杆菌属微生物发酵生产。通常，使用基因重组菌株通过将大肠杆菌来源的苏氨酸操纵子引入黄色短杆菌、生产苏氨酸的菌株等来生产L-苏氨酸的方法是本领域已知的(TURBAE，等人，Agric.Biol.Chem.53:2269–2271,1989)。

O-乙酰高丝氨酸是用作甲硫氨酸生产前体的物质并且是甲硫氨酸生物合成途径中的中间体(WO 2008/013432)。O-乙酰基-L-高丝氨酸由L-高丝氨酸和乙酰辅酶A作为底物通过高丝氨酸O-乙酰转移酶合成。

L-异亮氨酸与其他支链氨基酸、L-缬氨酸和L-亮氨酸共享主要的生物合成途径。关于L-异亮氨酸的生物合成途径，由L-苏氨酸生产的2-酮丁酸被用作前体，L-苏氨酸是由糖酵解中生产的丙酮酸和天冬氨酸衍生的氨基酸。由这两种前体通过乙酰羟酸合酶(AHAS)的作用合成2-乙酰-2-羟基乙酸，然后通过乙酰羟酸异构还原酶产生2,3-二羟基-3-甲基戊酸酯。随后，在二羟酸脱水酶的作用下生成2-酮-3-甲基戊酸酯，并通过转氨酶反应最终产生L-异亮氨酸。此外，乙酰羟酸合酶催化丙酮酸的脱羧和与其他丙酮酸分子的缩合反应，以产生乙酰乳酸，其为缬氨酸和亮氨酸的前体。

L-色氨酸是必需氨基酸之一，广泛用于饲料添加剂，或作为用于输液等药物的原料，以及作为保健食品的材料。目前，L-色氨酸主要通过使用微生物直接发酵生产。

L-酪氨酸是一种氨基酸，并被用作医药原料、食品添加剂、动物饲料、营养补充剂等的重要材料。为了生产L-酪氨酸和其他有用的材料，正在进行多种研究以开发具有高效生产的微生物和用于发酵工艺的技术。通过微生物的L-酪氨酸生产工艺始于3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸(DAHP)，它是糖酵解的中间体磷酸烯醇丙酮酸(PEP)与戊糖磷酸途径的中间体赤藓糖-4-磷酸(E4P)的聚合反应产生的。然后，DAHP通过常见的芳香族生物合成途径从分支酸生物合成为预苯酸，并最终通过L-酪氨酸生物合成途径转化为L-酪氨酸。在这个工艺期间，分支酸可以分流成L-色氨酸，预苯酸可以分流成L-酪氨酸或L-苯丙氨酸。因此，当加强共同的芳香族生物合成途径以增加L-酪氨酸的产量时，可以预期L-色氨酸和L-苯丙氨酸的产量同时也将增加。即，为了生产L-酪氨酸，苯丙氨酸和色氨酸作为副产物一起生产，因此，必须进行例如基因重组、纯化等多种研究。同时，已知根据微生物生产的L-色氨酸的浓度，由阻遏物和衰减物调节L-色氨酸的生产(韩国专利号10-0792095)。

L-苯丙氨酸是L-天冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯的起始原料，它是一种甜味剂。

如果开发出不限于具体有用材料的通用启动子，则期望其可用于生产多种有用材料。