[发明专利]一种生物素合酶突变体及其在构建谷氨酸生产菌株中的应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，具体涉及突变型生物素合酶及其在提高L‑谷氨酸产量和转化率中的应用。该突变体在对应于SEQ ID NO:3所示的生物素合酶或其同源酶的基础上，其第293位的亮氨酸被苯丙氨酸取代。所述突变体能够明显提高L‑谷氨酸产量及糖酸转化率，在L‑谷氨酸及其衍生物生产中具有较好的应用前景，因此可以降低谷氨酸的生产成本，为大规模生产提供了新的策略，具有较大应用价值。

技术领域

本发明涉及微生物与生物技术领域，具体涉及一种突变型生物素合酶，以及该突变体构建L-谷氨酸生产菌株，生产L-谷氨酸的方法。

背景技术

L-谷氨酸是世界第一大氨基酸产品，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质，在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应，主要用于生产味精、鸡精等调味料以及各种食品，并在医药、化工、畜牧等领域应用广泛。由于需求量大，产能高，L-谷氨酸的工业发酵一直是我国重要的发酵产业之一。

当前，L-谷氨酸的生产主要采用谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）来生产。谷氨酸棒杆菌是一种生物素营养缺陷型菌株，不具备完整的生物素合成通路，基因组中只存在参与生物素环结构组装的三种酶——BioA、BioD和BioB，因此只能利用外源生物素或脱硫生物素等中间代谢物维持细胞正常生长（P. Peters-Wendisch, et al., Biotinprotein ligase from Corynebacterium glutamicum: role for growth and L-lysineproduction. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2012, 93(6), 2493-2502.）。而在生物素限制的条件下，谷氨酸棒杆菌脂肪酸合成受阻，细胞膜的张力发生变化，机械敏感通道蛋白MscCG被激活，可以触发L-谷氨酸大量外排和积累（Nakayama, Y, Corynebacterium glutamicum Mechanosensing: From Osmoregulation to L-Glutamate Secretion forthe Avian Microbiota-Gut-Brain Axis. Microorganisms, 2021, 9, 201.）。因此，生物素“亚适量”工艺是谷氨酸生产经常使用的条件，其中生物素添加量和代谢控制至关重要。目前尚没有研究关注生物素合成关键酶对谷氨酸合成的影响。作为催化生物素合成途径最后一步的生物素合酶BioB与谷氨酸棒杆菌L-谷氨酸生产之间的作用有待解析，以便进一步提高L-谷氨酸的生产。

发明内容

本发明通过对前期筛选获得的谷氨酸高产菌株SL4基因组序列分析，发现其生物素合酶基因编码基因bioB存在点突变，并进一步研究发现由其编码的293位突变的生物素合酶可以提高菌株的谷氨酸产量，进而可以提升谷氨酸的生产效率，降低生产成本。在此基础上，完成本发明。

第一方面，本发明提供生物素合酶突变体，所述突变体为氨基酸序列在对应于SEQID NO：3所示序列的293的亮氨酸被苯丙酸酸取代。

进一步地，所述生物素合酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。