[发明专利]木糖异构酶基因及其在戊糖发酵中的用途

摘要

本发明涉及具有将木糖直接异构化为木酮糖的能力的真核细胞。所述细胞通过转化了编码木糖异构酶的核苷酸序列而获得这个能力，所述木糖异构酶具有异构酶典型的一或多个特异性序列元件，具有在酵母中功能性表达的能力，例如可得自梭菌(Clostridium)和梭杆菌(Fusobacterium)属细菌或者玻璃海鞘(Ciona)属的被囊动物(tunicate)的木糖异构酶。所述细胞优选是酵母或者丝状真菌，更优选是能厌氧成醇发酵的酵母。可进一步包含一或多种遗传修饰，其增加戊糖磷酸途径的通量、降低非特异性醛糖还原酶活性、赋予细胞增加特异性木酮糖激酶活性的能力、将L‑阿拉伯糖转化为D‑木酮糖5‑磷酸酯、增加木糖和阿拉伯糖至少之一向宿主细胞中转运、降低分解代谢产物阻抑的敏感性、增加乙醇、摩尔渗透压浓度或者有机酸耐受性；和/或降低副产物的产生。所述细胞优选是具有产生发酵产物的能力的细胞，所述发酵产物如乙醇、乳酸、3‑羟基‑丙酸、丙烯酸、乙酸、琥珀酸、柠檬酸、氨基酸、1，3‑丙二醇、乙烯、甘油、β‑内酰胺抗生素以及头孢菌素类。本发明进一步涉及生产这些发酵产物的方法，其中本发明的细胞用于将木糖发酵成为所述发酵产物。

主权项

一种包含核苷酸序列的真核微生物细胞，所述核苷酸序列的表达在细胞中赋予了或者增加了直接将木糖异构化为木酮糖的能力，其中所述核苷酸序列编码具有木糖异构酶活性的多肽，其中所述多肽的氨基酸序列：(i)是SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的氨基酸序列，或者通过一或多个氨基酸的取代、缺失或插入的方式衍生自SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2的氨基酸序列，其中所述氨基酸的取代、缺失或插入位于对结构和酶活性重要的保守区域或位置之外；(ii)含有木糖异构酶标签序列：在第187‑195位的VXW[GP]GREG[YSTA]和在第232‑239位的[LIVM]EPKPX[EQ]P；(iii)含有保守的催化氨基酸残基His‑102、Asp‑105和Asp‑340；(iv)含有在第91位的甲硫氨酸残基；和(v)含有选自由如下组成的组的一或多个氨基酸序列元件：(a)在第134‑139位的氨基酸序列TGIKLL，(b)在第230位的苯丙氨酸残基，(c)分别在第264和265位的氨基酸苯丙氨酸和赖氨酸，(d)在第274‑278位的氨基酸序列TLAGH，(e)在第387‑391位的氨基酸序列RYASF，(f)在第394位的甘氨酸残基，以及(g)在第431位的丙氨酸残基，其中(ii)‑(v)中的氨基酸位置以及序列元件(a)‑(g)中的氨基酸位置是指参照SEQ ID NO:3的氨基酸序列的位置，并且其中所述多肽不由与SEQ ID NO:3‑7之一具有90%以上序列相同性的氨基酸序列所组成。