CN101220366B - 新的赖氨酸脱羧酶基因以及生产l-赖氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
通过在液体培养基中培养埃希氏杆菌微生物高效生产L-赖氨酸。在此微生物中与L-赖氨酸降解有关的赖氨酸脱羧酶活性降低或消失。例如,一种埃希氏杆菌属微生物,其编码赖氨酸脱羧酶的新型基因和/或cadA基因的表达受到限制,使其产生L-赖氨酸并在培养液中积累和从中回收L-赖氨酸。
Description
技术领域
本发明涉及大肠杆菌的一种新的赖氨酸脱羧酶基因,它与L-赖氨酸的降解有关,本发明还涉及一种属于埃希氏杆菌属的微生物,这种微生物对此基因和/或另外一种被称为cadA的L-赖氨酸脱羧酶基因表现出表达受限。此外还涉及到一种通过微生物生产L-赖氨酸的方法。最近,对L-赖氨酸作为一种食品添加剂的需求正在迅速增长。
技术背景
赖氨酸脱羧酶催化L-赖氨酸脱羧生成1,5-戊二胺的反应,这个酶已知为大肠杆菌L-赖氨酸降解酶。其基因的核苷酸序列(被称为 cadA)和这个基因编码的氨基酸序列已经发表(Meng,S.和Bennett,G.N.,J,Bacteriol.,174,2659(1992))。有关除大肠杆菌cadA以外的编码赖氨酸脱羧酶的基因已有2篇报导,其中描述说,在大肠杆菌突变株中测到过微弱的酶活性(Goldemberg,S.H.,J,Bacteriol.,141,1428(1980);Wertheimer,S.J.和Leifer,Z.,Biochem.Biophys.Res.Commun.,114,882(1983))。然而,Goldemberg,S.H.曾报导说此酶活性在60℃加热4分钟后降低约30%。但是,Wertheimer,S.J.等人的报导则没有观察到这个现象。由此,第二种赖氨酸脱羧酶的存在是不确定的。
另一方面,用大肠杆菌生产L-赖氨酸的已知方法包括:培养对赖氨酸类似物有抗性的突变株,或培养携载了带有L-赖氨酸生物合成遗传信息的脱氧核酸的载体的重组菌株(日本专利公开No.56-18596)。然而没有任何报导涉及用具有赖氨酸脱羧酶基因限制性表达的埃希氏杆菌属微生物生产L-赖氨酸。
发明公开
本发明的一个目的是:获得大肠杆菌的新的赖氨酸脱羧酶基因;生成一种属于埃希氏杆菌属的产L-赖氨酸微生物,它对此基因和/或cadA 基因表现出表达限制;提供一种通过培养该埃希氏杆菌属微生物生产L-赖氨酸的方法。
本发明人在构建一种已知的赖氨酸脱羧酶基因即cadA基因受到损 坏的大肠杆菌菌株时,发现作为赖氨酸脱羧酶降解L-赖氨酸的产物的1,5-戊二胺依然在此菌株中产生。因此,本发明人推测在大肠杆菌中应存在一种新的赖氨酸脱羧酶基因,而且它可能对通过使用埃希氏杆菌属微生物发酵生产L-赖氨酸产生很大影响。在进行了此基因的克隆实验之后,本发明人成功地得到了不同于cadA基因的新的L-赖氨酸脱羧酶基因。另外还发现通过限制此基因和cadA基因在大肠杆菌L-赖氨酸生产菌株中的表达,使L-赖氨酸降解活性显著降低或消失,并使L-赖氨酸产量明显增加。由此,完成了此项发明。
也就是说,本发明提供一种编码大肠杆菌L-赖氨酸脱羧酶的新的基因。把这个基因命名为“ldc”基因。
另一方面,本发明提供一种产L-赖氨酸的属于埃希氏杆菌属的微生物,这种微生物细胞内的赖氨酸脱羧酶活性降低或消失。
此外,本发明还提供一种生产赖氨酸的方法,这个方法包括:在液体培养基中培养上述埃希氏杆菌属微生物,使之生产L-赖氨酸并积累于培养液中,然后收集L-赖氨酸。
上述属于埃希氏杆菌属的微生物包括这样一种微生物,其细胞内的赖氨酸脱羧酶活性由于限制ldc基因和/或cadA基因的表达而降低或消失。
本发明的详细内容叙述如下。
<1>制备含有新的赖氨酸脱羧酶基因的DNA片段
含有本发明的新的赖氨酸脱羧酶基因(ldc)的DNA片段可从已有的大肠杆菌菌株,例如K-12或其衍生菌株得到。
首先,通过聚合酶链式反应(下称“PCR方法”)从源自大肠杆菌 K-12的W3110株的染色体DNA中获得已知的赖氨酸脱羧酶基因,cadA 基因。cadA基因的核苷酸序列和由其编码的氨基酸序列分别在SEQ IDNO:5和6中给出。通过使用质粒或噬菌体载体的方法,从大肠杆菌 W3110的染色体DNA文库中克隆与cadA基因序列相似的DNA片段,以确认是否在这些DNA片段中含有新的赖氨酸脱羧酶基因。可用PCR方法制备探针进行Southern杂交来确认含有目的基因。
确认存在于如此得到的DNA片段中的目的基因核苷酸序列的方法如下。首先,将此DNA片段与在大肠杆菌细胞中可自主复制的质粒载体相连接,以制备重组DNA,将其导入大肠杆菌感受态细胞。所得到的 转化子在液体培养基中培养,并从增殖细胞中回收重组DNA。用双脱氧法(Sanger,F.等,Proc.Natl.Acad.sci.,74,5463(1977))检测回收重组DNA中所含DNA片段的全部核苷酸序列。对DNA结构进行分析以确定启动子、操纵子、SD序列、起始密码子、终止密码子、开放阅读框架等所在位置。
本发明的新的赖氨酸脱羧酶基因具有序列表中SEQ ID NO:3所示DNA片段中全部核苷酸序列的第1005-1007核苷酸ATG到第3141-3143核苷酸GGA的序列。这个基因编码的赖氨酸脱羧酶氨基酸序列在序列表SEQ ID NO:4中给出。已经发现,新的赖氨酸脱羧酶与cadA基因编码的赖氨酸脱羧酶的同源性是69.4%。
本发明的基因可以是序列表中SEQ ID NO:4所给出的赖氨酸脱羧酶氨基酸序列的编码序列,该基因的核苷酸序列不限于上述核苷酸序列。本发明的基因编码的赖氨酸脱羧酶氨基酸序列可以有一个或多个氨基酸替换、缺失或插入而不会引起赖氨酸脱羧酶活性的实质退化。具有这类缺失、插入或替换的赖氨酸脱羧酶的基因可以从大肠杆菌的自发突变或人工诱变株中得到,也可以从大肠杆菌以外的埃希氏属微生物中得到。对具有SEQ ID NO:4氨基酸序列的赖氨酸酶的编码基因实行体外突变或定点诱变可获得编码这种具有缺失、插入或替换的赖氨酸脱羧酶的突变基因。这些突变的处理可以按照本领域专业人员所熟知的方法进行,如下所述。
然而,本文涉及的编码含有一个或多个氨基酸替换、缺失或插入的赖氨酸脱羧酶的基因包括那些来源于“ldc”基因和可以被认为实质上与 ldc基因相同的基因。这并不是要将此含义延伸到那些不同来源的基因。也不可能对“多个”的确切范围做具体描述。但对本领域的专业人员来说不难理解,例如cadA基因编码与SEQ ID NO:3有200个以上的氨基酸残基不同的蛋白质,其与本发明的基因是不同的。而对那些编码有同样赖氨酸脱羧酶活性的蛋白质的基因,即使其编码的蛋白质与SEQ IDNO:3氨基酸序列有2至3个氨基酸残基的差异,仍包括在本发明的范围内。
<2>建立赖氨酸脱羧酶基因表达受限的埃希氏杆菌属微生物
本发明的埃希氏杆菌属微生物是一种细胞内赖氨酸脱羧酶活性降低或消失的埃希氏杆菌属微生物。这种埃希氏杆菌属微生物包括大肠杆菌。其细胞内赖氨酸脱羧酶活性的降低或消失是通过诸如限制新的赖氨酸脱羧酶基因(ldc)和上述已知的cadA基因中任意一个或两个基因的表达实现的。另外,细胞内赖氨酸脱羧酶活性的降低和消失也可以通过修饰酶的结构,使这些基因编码的赖氨酸脱羧酶的专一性活性降低或消失来实现。
限制ldc基因和已知的cadA基因表达的方法包括例如在转录水平限制基因的表达。这是通过这类基因的启动子序列中一个或多个核苷酸替换、缺失、插入、添加或倒位和使启动子活性降低的方式实现的(M.Rosenberg和D.Court,Ann.Rev.Genetics13(1979)P.139,P.Youderian,S.Bouvier和M.Susskind,Cell 30(1982)P.843-853)。另一种方法是通过使SD序列和起始密码之间的区域中一个或多个核苷酸发生替换、缺失、插入、添加或倒位从而在翻译水平上限制这些基因的表达(J.T.Dunn,E.Buzash-Pollert和F.W.Studier,Proc.Nat.Acad.Sci.U.S.A.,75(1978)P.2743)。此外,为使赖氨酸脱羧酶专一性降低或消失,可使用一种方法,即使编码区的核苷酸序列中一个或多个核苷酸发生替换、缺失、插入、添加或倒位,从而使赖氨酸基因编码区被修饰或破坏。
除上述ldc或cadA基因外,这类允许发生核苷酸替换、缺失、插入、添加或倒位的基因也可以是有一个或多个氨基酸替换、缺失或插入却不使其编码的赖氨酸脱羧酶基本活性退化的那些ldc或cadA基因。
引起基因中核苷酸替换、缺失、插入、添加或倒位的方法还包括定点突变的方法(Kramer,W.和Frits,H.J.,Mothods in Engymology.,154,350(1987)),和一种用诸如连二亚硫酸钠和羟胺等化合物处理的方法(Shortle.D.和Nathans,D.,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,75,270(1978))。
定点突变是一种用合成的寡核苷酸使选择性替换、缺失、插入、添加或倒位引入到选定的有限核苷酸对的技术。要使用这种技术,首先得使质粒变性成单链,该质粒中克隆有带特定DNA序列的目的基因。然后合成与希望的突变部位互补的寡核苷酸。但此方法中合成的寡核苷酸不要有完全互补的序列,而应被设计成具有可任选的核苷酸替换缺失、插入、添加或倒位。此后,将上述单链DNA与有可任选的替换、缺失、插入、添加或倒位的合成寡核苷酸进行退火。用T4连接酶和DNA聚合酶I的Ilenow片段合成完整的双链质粒,并导入大肠杆菌感受态细胞。 一些如此获得的转化子中的质粒含有这样的基因,其中可任选的核苷酸替换、缺失、插入、添加或倒位被固定下来。重组PCR方法(PCRTechnology,Stockton press(1989))与上述方法类似,也可以引入突变使基因被修饰或受到破坏。
化学试剂法直接用连二亚硫酸钠、羟胺等处理含目的基因的DNA片段,使其发生随机的碱基替换、缺失、插入、添加或倒位等基因突变。
通过用上述诱变中得到的被修饰或被破坏的基因取代埃希氏杆菌属微生物染色体中的正常基因可抑制细胞中ldc基因和/或cadA基因的表达。这种取代基因的方法包括使用同源重组(分子遗传实验,冷泉港实验室出版社(1972);Matsuyama,S.和Mizushima,S.,J.Bacteriol.,162,1196(1985))。同源重组基于埃希氏杆菌属微生物普遍具有的能力。当与染色体有同源序列的质粒等被引入细胞时,在有同源序列的部位就会发生一定频率的重组,并使整个质粒结合到染色体上。此后若又有重组在此部位发生,这个质粒就会从染色体上脱落。而有时在此过程中引入的突变更容易固定在染色体上,这取决于重组的位置,原来的正常基因与质粒一起脱落。筛选这样的菌株可以得到染色体上正常基因已被破坏了的或修饰了的基因所取代的菌株。而通过引入核苷酸替换,缺失,插入、添加或倒位所造成的突变,就可得到这种被破坏或被修饰的基因。
经过基因取代的埃希氏杆菌属微生物具有赖氨酸生产活性。这种有赖氨酸生产活性的埃希氏杆菌属微生物,比如大肠杆菌微生物菌株可以通过对没有赖氨酸生产活性的菌株施以诱变处理而得到。这种诱变处理可使此微生物具有对赖氨酸类似物如S-(2-氨乙基)-L-半胱氨酸(下称“AEC”)具有抗性。这类突变处理方法包括用化学试剂如N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍和亚硝酸处理大肠杆菌细胞或用紫外照射、辐射或类似方法处理大肠杆菌细胞。尤其是,这种微生物菌株包括 大肠杆菌AJ13069(FERM P14690)。它由大肠杆菌K-12的W3110菌株获得AEC抗性后形成的。大肠杆菌AJ 13069于1994年12月6日起保存在国立生命科学和人体技术研究所(邮编:305,1-3,Higashi 1-Chome,Tsukuba-Shi,Ibarakiken,Japan)保藏号:FERM P-14690,并于1995年9月29日按布达佩斯协议转变为国际保藏。保藏号是FERM BP-5252。
通过基因重组技术引入并增强携带与L-赖氨酸生物合成有关的遗传信息的DNA也可以得到产L-赖氨酸活性的大肠杆菌菌株。所引入的 基因是编码L-赖氨酸生物合成途径中各种酶的基因,比如:天冬氨酸激酶、二氢吡啶二羧酸合成酶、二氢吡啶二羧酸还原酶、琥珀酰二氨基庚二酸转氨酶和琥珀酰二氨基庚二酸脱酰基酶。当基因所编码的酶被L-赖氨酸反馈抑制,比如天冬氨酸激酶或二氢吡啶二羧酸合成酶的情况下,最好使用突变型基因,这种基因编码的酶对于抑制作用已脱敏。为了引入和增强这类基因,可以采用一种方法即将这类基因连接到在大肠杆菌细胞中可自主复制的载体上,然后转化大肠杆菌以得到重组DNA。或者也可以通过使用转导、转座(Berg,D.E和Berg,C.M.Bio/Technol.,1,417(1983)),Mu噬菌体(日本专利公开No.2-109985)或同源重组(分子遗传实验,冷泉港实验室(19720))将此基因结合到宿主染色体上。
其它获得携带功能损坏的基因的埃希氏杆菌属微生物的方法包括:用化学试剂如N-甲基-N′-硝基-N-亚硝基胍和亚硝酸处理,或用紫外照射,辐射等处理带有目的基因的埃希氏杆菌属微生物,使其发生遗传突变。
在下面实施例中,带有功能损坏的基因的埃希氏杆菌菌株是通过下述方法建立的。即,使其编码区部分缺失,在缺失部位插入药物抗性基因。获得的赖氨酸脱羧酶基因可以利用上述同源重组法来代替大肠杆菌 染色体上的赖氨酸脱羧酶基因。
在一个微生物菌株中的本发明的新的赖氨酸脱羧酶基因和cadA基因的表达产生抑制作用或对其中任一种产生抑制作用都是可能的。可以在具有L-赖氨酸生产能力的埃希氏杆菌属微生物中限制赖氨酸脱羧酶基因的表达,或按上面介绍的方法,可以使赖氨酸脱羧酶基因表达受限的埃希氏杆菌属微生物具备L-赖氨酸生产能力。
<3>利用赖氨酸脱羧酶基因表达受限的埃希氏杆菌属
微生物的L-赖氨酸生产
通过培养用上述方法获得的具有表达受限赖氨酸脱羧酶基因的埃希氏杆菌属微生物在培养液中生产和积累可观量的L-赖氨酸。只通过限制已知的cadA基因表达增加了L-赖氨酸的积累量。但是,本发明的新的赖氨酸脱羧酶基因的表达限制对增加L-赖氨酸的收获量更有效。通过使用cadA基因和本发明的新的基因的表达都受到限制的菌株可达到L-赖氨酸生产的最理想的效果。
L-赖氨酸生产用的培养基是普通培养基,含有碳源、氮源、无机离子和可任选的其它微量有机营养源。碳源可以用糖类如葡萄糖、乳糖、半乳糖、果糖、淀粉水解物;醇类如甘油、山梨醇;有机酸如延胡索酸、柠檬酸、琥珀酸。氮源可用无机铵盐如硫酸铵、氯化铵、磷酸铵;有机氮源如大豆水解物;氨气;氨水。无机离子有:磷酸钾、硫酸镁、铁离子、锰离子及其它少量添加物。除此之外,最好还有维生素B1,适量酵母浸膏等作为微量有机营养源。
优选地在有氧条件下持续16-72小时。培养温度控制在30℃至45℃,pH值控制在5至7。可用无机或有机的酸性或碱性的物质,或氨气等调节pH值。
充分培养后,收集发酵液中的L-赖氨酸。收集方法可根据具体情况将普通离子交换树脂法,沉淀法或其它已知方法结合起来进行。
附图简述
图1,显示含有新的赖氨酸脱羧酶基因的质粒pUC6F5HH5的结构。
图2:显示含有新的赖氨酸脱羧酶基因的温度敏感质粒pTS6F5HH5的结构以及pTS6F5HH5Cm质粒的构建,其中这个基因的一部分被含有氯霉素抗性基因的片段替换。
图3:显示带有正常赖氨酸脱羧酶基因的菌株WC196和带有受损的赖氨酸脱羧酶基因的菌株WC196C、WC196L以及WC196LC之间L-赖氨酸降解活性的比较。
实施本发明的最佳方案
下面参照实施例对本发明做更详细的解释。
实施例1
(1)新的赖氨酸脱羧酶基因克隆
按常规方法从来自National of Genetics(Yata 1111,Mishima-Shi,Shizuoka-Ken,Japan)的大肠杆菌K-12 W3110菌株细胞中提取染色体DNA。同时,以Meng,S.和Bennett,G.N.,J.Bacteriol,174,2659(1992)中描述的cadA基因的核酸序列(见SEQ ID NO:5)为基准用常规方法合成序列表中给出的SEQ ID NOS:1和2两个合成的DNA引物。它们分别与cadA基因的5′端上游序列和3′端序列同源。在按照Erlich等人 (PCRTechnology,Stockton press(1989))的方法做PCR实验时使用此染色体DNA和这对DNA引物。这样得到的2.1kb片段含有几乎全部cadA 基因。这个片段用随机引物标记盒(Takara Shuzo生产)和[α-32p]dcTP(Amersham Japan生产)进行标记以制备杂交探针。
下一步,用制备好的探针和大肠杆菌/Gene Mapping膜(Takara Shuzo生产)按常规方法进行杂交(冷泉港实验室出版社,第二版(1989))。Kohara等人的基因文库(大肠杆菌染色体DNAλ噬菌体文库:见Kohara,.Y.等.,Cell 50,495-508(1987))已事先吸附在大肠杆菌/Gene Mapping膜上面。在杂交时,通过弱化探针洗脱条件(2×SSC,55°×30分钟)富集有类似于cadA基因序列的λ噬菌体克隆。结果,除了在含有cadA基因区(21H11,5G7)克隆中找到强标记外,还在三个噬菌体克隆E2B8、6F5H和10F9中成功地发现弱标记信号。三个λ噬菌体克隆E2B8、6F5H、10F9的括入序列是相互交叠连续的大肠杆菌染色体片段。由此,用常规方法分离出Kohara等人的基因文库中6F5Hλ噬菌体DNA并进行各种限制酶解,以便用上述探针以及与上述类似的方法进行印迹杂交。结果表明,用Hind III酶解得到的5kbp DNA片段中存在与cadA基因序列相似的序列。
用T4连接酶将HindIII酶解6F5Hλ噬菌体DNA所得到的5kbp片段与质粒pUC19(Takara Shuzo生产)Hind III酶解物相连。将此混合物转化大肠杆菌TM109(Takara Shuzo生产)得到在加入50mg/ml氨苄青霉素的完全平板培养基(10克蛋白胨,5克酵母浸膏,5克氯化钠溶于1升水中)上能生长的氨苄青霉素抗性菌株。由此得到的微生物菌株含有一插入Hind III酶解6F5Hλ噬菌体DNA所得5kbp片段的质粒。从这些细胞中抽提质粒就得到质粒pUC GF5HH5。图1表示质粒pUC6F5HH5的结构。
含有此质粒的大肠杆菌JM109/pUC6F5HH5被命名为AT13068于1994年12月6日保藏在国立生命科学与人体技术研究所保藏号是FERMP-1 4689,关于1995年9月29日按布达佩斯协议转变为国际保藏,其保藏号是FERM BP-5251。
(2)确定新的赖氨酸脱羧酶基因的核苷酸序列
pUC 6F5HH5中Cia I和Hind III限制酶切点之间的核酸序列按分子克隆(第二版),冷泉港实验室出版社,1989中描述的方法测定。结果 显示此核酸序列编码序列表中SEQ ID NO:3的序列。此DNA序列含有一开放阅读框架,其编码的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:4所示。
(3)制备具有L-赖氨酸生产能力的大肠杆菌
大肠杆菌W3110在完全培养基中37℃培养4小时(含10克蛋白胨,5克酵母浸膏,5克氯化钠,溶于1升水),得到的微生物细胞用浓度为200微克/毫升的N-甲基-N′硝基-N亚硝基胍37℃处理30分钟,清洗,再转到基本平板培养基(含7克磷酸氢二钠,3克磷酸二氢钾,1克氯化铵,0.5克氯化钠,5克葡萄糖,0.25克7水硫酸镁,15克琼脂溶于1升水)。其中加入5克/升AEC。经37℃48小时培养后分离出现的克隆即得到AEC抗性菌株。WC196株作为其中之一具有L-赖氨酸生产能力。WC196菌株被命名为AJ 13069于1994年12月6日保藏在国立生命科学和人体技术研究所,保藏号是FERM P-14690,并于1995年9月29日按布达佩斯协议转为国际保藏,保藏号是FERM BP-5252。
(4)建立新的赖氨酸脱羧酶基因功能受损的WC196菌株
用T4 DNA连接酶将上述Hind III酶解6F5Hλ噬菌体DNA得到的5kbp片段与Hind III酶解的温度敏感质粒pMAN 031相连接(Yasueda,H.等),Appl.Microbiol,.Biotechnol,36,211(1991))。此反应混合物用于转化大肠杆菌JM109,然后在加有50毫克/升氨苄青霉素的完全培养基中37℃培养24小时以使氨苄青霉素抗性菌株生长。由此得到的微生物菌株带有插入Hind III酶解的λ噬菌体DNA 5kbp片段。从此菌株细胞中提取质粒得到pTS6F5HH5质粒。将质粒pTS6F5HH5用EcoRV酶解以除去其中的1kbp DNA片段。然后用T4连接酶将从pHSG 399(TakaraShuzo)经AccI酶解得到的约1kbp氯霉素抗性基因片段插入其中。由此构建成质粒pTS6F5HH5 Cm。此操作结果使我们成功构建了含有新的赖氨酸脱羧酶基因功能受损的DNA片段的质粒。图2表示质粒pTS6F5HH5结构的质粒pTS6F5HH5 Cm的结构。
下一步,采用一般同源重组技术(Matsuyama,S.和Mizushima,S.,J.Bacteriol.,162,1196(1985)),利用质粒pTS6F5HH5Cm的温度敏感性建立菌株。在此菌株中,WC 196染色体上的新的赖氨酸脱羧酶基因被功能受损的新的赖氨酸脱羧酶基因DNA片段所取代。就是说,用质粒pTS6F5HH5Cm转化WC 196,先获得在30℃下对青霉素和氯霉素有抗性的菌株。然后再由此菌株获得42℃下对氨苄青霉素和氯霉素有抗性的菌 株。再进一步由此菌株得到30℃下对氨苄青霉素敏感而对氯霉素有抗性的菌株。这样建立的菌株,其WC 196株的染色体上新的赖氨酸脱羧酶基因被功能受损的新的赖氨酸脱羧酶基因DNA片段所取代。此菌株被命名为WC 196L。
(5)建立cadA基因缺陷型WC196菌株和WC196L菌株
已知的赖氨酸脱羧酶基因cadA受损的大肠杆菌已为人们所知,包括例如来源于大肠杆菌K-12的GNB10181菌株(见Auger,E.A.等人Mol,Microbiol,3,609(1989));此菌株可以从大肠杆菌遗传贮备中心(Connecticut,USA)得到。已经证明此菌株的cadA基因区是缺陷的。因此,GNB10181株的cadA基因缺陷特点由通用的P1噬菌体转导方法转导给WC196从而制建了WC196C菌株。WC196株的cadA基因缺陷由核酸印迹杂交确认。此外,带有cadA基因缺陷的WC196LC菌株通过与上述类似的方法从WC196L建立。
实施例2
(1)WC196、WC16C、WC196L和WC196LC菌株的赖氨酸降解活性的确定
如上述建立的4个菌株在赖氨酸生产培养基中37℃培养17小时(培养基含40克葡萄糖,16克硫酸铵,1克硫酸二氢钾,2克酵母浸膏,10毫克4水或5水硫酸锰,10毫克7水硫酸铁,溶于1升水;pH值用氢氧化钾调到7.0,然后加30克无菌的碳酸钾)。收集的微生物细胞用生理盐水洗2次,悬浮在用于检测赖氨酸降解的培养基中(含17克磷酸氢二钾,3克磷酸二氢钾,0.5克氯化钠,10克L-赖氨酸盐酸盐,溶于1升水)。37℃培养31小时。
图3显示随时间延续,培养基中剩余L-赖氨酸量的变化。L-赖氨酸量由AS-210 Biotech Analyzer(Asahi Chemical Industry)测定。可观察到WC196菌株中L-赖氨酸明显降解。然而在已知赖氨酸脱羧酶基因 cadA基因缺陷的WC196C菌株,L-赖氨酸降解度略有下降。在带有功能受损的赖氨酸脱羧酶基因的菌株WC196L和W196LC中没有观察到L-赖氨酸降解。培养时间达3小时时,任何一种菌株内剩余L-赖氨酸的量都有下降。但这种下降是因为L-赖氨酸进入微生物细胞内而不是降解造成的。
(2)由WC196、WC196C、WC196L和WC196LC
菌株生产L-赖氨酸
上述四种菌株在前述L-赖氨酸生产用培养基中37℃培养20小时。检测培养液中L-赖氨酸和1,5-戊二胺的产生量和累积量。L-赖氨酸的量可用前述Biotech Analyser AS-210定量测定。1.5-戊二胺则用高压液相层析定量测定。
结果如表1所示。与WC196相比,带有功能受损的cadA基因的WC196C,其L-赖氨酸的累积量增加而作为L-赖氨酸降解产物的1,5-戊二胺的累积量减少。与WC 196和WC196C相比,带有功能受损的新的赖氨酸脱羧酶基因的WC196L菌株也表现同样的结果。而在携带这两种功能受损的赖氨酸脱羧酶基因的WC196LC菌株中只检测到L-赖氨酸累积量的进一步增加却检测不到其降解产物1,5-戊二胺。
表1
微生物菌株 | L-赖氨酸累积量 (毫/升) | 1, 5-戊二胺累积量 (毫/升) |
WC196 WC196C WC196L WC196LC | 1.4 1.9 2.3 3.3 | 0.60.40.1未检测 |
实施例3
用含有新的赖氨酸脱羧酶基因的pUC6F5HH5转化具有L-赖氨酸降解活性消失特点的大肠杆菌WC196LC以使其获得氨苄青霉素抗性。WC196LC菌株和WC196LC/pUC6F5HH5菌株在添加有5克/升赖氨酸的生产赖氨酸用培养基中37℃培养16小时,然后检测1,5-戊二胺。
结果如表2所示。WC196LC菌株不能将L-赖氨酸转化成1,5-戊胺而WC196LC/pUC6F5HH5菌株有能力将L-赖氨酸转化成1,5-戊二胺。
表2
微生物菌株 | 1,5-戊二胺产量(克/升) |
WC 196LCWC196LC/pUC6F5HH5 | 未检测 0.93 |
工业实用性
本发明的新的赖氨酸脱羧酶基因与大肠杆菌的L-赖氨酸降解有关。培养上述基因和/或cadA基因呈表达限制并具有产L-赖氨酸活性的埃希氏杆菌属菌株可低成本高效率地生产L-赖氨酸。
序列表
(1)一般资料:
(i)申请人:AJINOMOTO Co.,Inc.
(ii)发明名称:NOVEL LYSINE DECARBOXYLASE GENE AND METHOD OFPRODUCING L-LYSINE
(iii)序列数: 6
(iv)相关地址:
(A)收信人:
(B)街道:
(C)城市:
(D)州:
(E)国家:
(F)邮编:
(v)计算机可读形式:
(A)介质类型:软盘
(B)计算机:IBM PC兼容型
(C)操作系统:PC-DOS/MS-DOS
(D)软件:FastSEQ Version 1.5
(vi)当前申请资料:
(A)申请号:
(B)提交日期:
(C)分类:
(vii)在先申请资料:
(A)申请号:
(B)提交日期:
(viii)律师/代理人资料:
(A)姓名:
(B)注册号:
(ix)远程通讯资料:
(A)电话:
(B)电传:
(2)SEQ ID NO:1的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:20个碱基
(B)类型:核酸
(C)链型:单链
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:其它核酸
(A)描述:/desc=“合成DNA”
(iii)假设:无
(iv)反义:无
(ix)序列描述:SEQ ID NO:1:
TGGATAACCA CACCGCGTCT 20
(2)SEQ ID NO:2的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:20个碱基
(B)类型:核酸
(C)链型:单链
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:其它核酸
(A)描述:/desc=“合成DNA”
(iii)假设:无
(iv)反义:有
(ix)序列描述:SEQ ID NO:2:
GGAAGGATCA TATTGGCGTT 20
(2)SEQ ID NO:3的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:3269个碱基对
(B)类型:核酸
(C)链型:双链
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:基因组DNA
(iii)假设:无
(iv)反义:无
(vi)来源:
(A)生物体:大肠杆菌
(B)菌株:W3110
(ix)特征:
(A)名称/关键字CDS
(B)位置:1005至3143
(ix)序列描述:SEQ ID NO:3:
ATCGATTCTC TGACTGCGGT TAGCCGTCAG GATGAGAAAC TGGATATTAA CATCGATGAA 60
GAAGTGCATC GTCTGCGTGA AAAAAGCGTA GAACTGACAC GTAAAATCTT CGCCGATCTC 120
GGTGCATGGC AGATTGCGCA ACTGGCACGC CATCCACAGC GTCCTTATAC CCTGGATTAC 180
GTTCGCCTGG CATTTGATGA ATTTGACGAA CTGGCTGGCG ACCGCGCGTA TGCAGACGAT 240
AAAGCTATCG TCGGTGGTAT CGCCCGTCTC GATGGTCGTC CGGTGATGAT CATTGGTCAT 300
CAAAAAGGTC GTGAAACCAA AGAAAAAATT CGCCGTAACT TTGGTATGCC AGCGCCAGAA 360
GGTTACCGCA AAGCACTGCG TCTGATGCAA ATGGCTGAAC GCTTTAAGAT GCCTATCATC 420
ACCTTTATCG ACACCCCGGG GGCTTATCCT GGCGTGGGCG CAGAAGAGCG TGGTCAGTCT 480
GAAGCCATTG CACGCAACCT GCGTGAAATG TCTCGCCTCG GCGTACCGGT AGTTTGTACG 540
GTTATCGGTG AAGGTGGTTC TGGCGGTGCG CTGGCGATTG GCGTGGGCGA TAAAGTGAAT 600
ATGCTGCAAT ACAGCACCTA TTCCGTTATC TCGCCGGAAG GTTGTGCGTC CATTCTGTGG 660
AAGAGCGCCG ACAAAGCGCC GCTGGCGGCT GAAGCGATGG GTATCATTGC TCCGCGTCTG 720
AAAGAACTGA AACTGATCGA CTCCATCATC CCGGAACCAC TGGGTGGTGC TCACCGTAAC 780
CCGGAAGCGA TGGCGGCATC GTTGAAAGCG CAACTGCTGG CGGATCTGGC CGATCTCGAC 840
GTGTTAAGCA CTGAAGATTT AAAAAATCGT CGTTATCAGC GCCTGATGAG CTACGGTTAC 900
GCGTAATTCG CAAAAGTTCT GAAAAAGGGT CACTTCGGTG GCCCTTTTTT ATCGCCACGG 960
TTTGAGCAGG CTATGATTAA GGAAGGATTT TCCAGGAGGA ACAC ATG AAC ATC ATT 1016
Met Asn Ile Ile
1
GCC ATT ATG GGA CCG CAT GGC GTC TTT TAT AAA GAT GAG CCC ATC AAA 1064
Ala Ile Met Gly Pro His Gly Val Phe Tyr Lys Asp Glu Pro Ile Lys
5 10 15 20
GAA CTG GAG TCG GCG CTG GTG GCG CAA GGC TTT CAG ATT ATC TGG CCA 1112
Glu Leu Glu Ser Ala Leu Val Ala Gln Gly Phe Gln Ile Ile Trp Pro
25 30 35
CAA AAC AGC GTT GAT TTG CTG AAA TTT ATC GAG CAT AAC CCT CGA ATT 1160
Gln Asn Ser Val Asp Leu Leu Lys Phe Ile Glu His Asn Pro Arg Ile
40 45 50
TGC GGC GTG ATT TTT GAC TGG GAT GAG TAC AGT CTC GAT TTA TGT AGC 1208
Cys Gly Val Ile Phe Asp Trp Asp Glu Tyr Ser Leu Asp Leu Cys Ser
55 60 65
GAT ATC AAT CAG CTT AAT GAA TAT CTC CCG CTT TAT GCC TTC ATC AAC 1256
Asp Ile Asn Gln Leu Asn Glu Tyr Leu Pro Leu Tyr Ala Phe Ile Asn
70 75 80
ACC CAC TCG ACG ATG GAT GTC AGC GTG CAG GAT ATG CGG ATG GCG CTC 1304
Thr His Ser Thr Met Asp Val Ser Val Gln Asp Met Arg Met Ala Leu
85 90 95 100
TGG TTT TTT GAA TAT GCG CTG GGG CAG GCG GAA GAT ATC GCC ATT CGT 1352
Trp Phe Phe Glu Tyr Ala Leu Gly Gln Ala Glu Asp Ile Ala Ile Arg
105 110 115
ATG CGT CAG TAC ACC GAC GAA TAT CTT GAT AAC ATT ACA CCG CCG TTC 1400
Met Arg Gln Tyr Thr Asp Glu Tyr Leu Asp Asn Ile Thr Pro Pro Phe
120 125 130
ACG AAA GCC TTG TTT ACC TAC GTC AAA GAG CGG AAG TAC ACC TTT TGT 1448
Thr Lys Ala Leu Phe Thr Tyr Val Lys Glu Arg Lys Tyr Thr Phe Cys
135 140 145
ACG CCG GGG CAT ATG GGC GGC ACC GCA TAT CAA AAA AGC CCG GTT GGC 1496
Thr Pro Gly His Met Gly Gly Thr Ala Tyr Gln Lys Ser Pro Val Gly
150 155 160
TGT CTG TTT TAT GAT TTT TTC GGC GGG AAT ACT CTT AAG GCT GAT GTC 1544
Cys Leu Phe Tyr Asp Phe Phe Gly Gly Asn Thr Leu Lys Ala Asp Val
165 170 175 180
TCT ATT TCG GTC ACC GAG CTT GGT TCG TTG CTC GAC CAC ACC GGG CCA 1592
Ser Ile Ser Val Thr Glu Leu Gly Ser Leu Leu Asp His Thr Gly Pro
185 190 195
CAC CTG GAA GCG GAA GAG TAC ATC GCG CGG ACT TTT GGC GCG GAA CAG 1640
His Leu Glu Ala Glu Glu Tyr Ile Ala Arg Thr Phe Gly Ala Glu Gln
200 205 210
AGT TAT ATC GTT ACC AAC GGA ACA TCG ACG TCG AAC AAA ATT GTG GGT 1688
Ser Tyr Ile Val Thr Asn Gly Thr Ser Thr Ser Asn Lys Ile Val Gly
215 220 225
ATG TAC GCC GCG CCA TCC GGC AGT ACG CTG TTG ATC GAC CGC AAT TGT 1736
Met Tyr Ala Ala Pro Ser Gly Ser Thr Leu Leu Ile Asp Arg Asn Cys
230 235 240
CAT AAA TCG CTG GCG CAT CTG TTG ATG ATG AAC GAT GTA GTG CCA GTC 1784
His Lys Ser Leu Ala His Leu Leu Met Met Asn Asp Val Val Pro Val
245 250 255 260
TGG CTG AAA CCG ACG CGT AAT GCG TTG GGG ATT CTT GGT GGG ATC CCG 1832
Trp Leu Lys Pro Thr Arg Asn Ala Leu Gly Ile Leu Gly Gly Ile Pro
265 270 275
CGC CGT GAA TTT ACT CGC GAC AGC ATC GAA GAG AAA GTC GCT GCT ACC 1880
Arg Arg Glu Phe Thr Arg Asp Ser Ile Glu Glu Lys Val Ala Ala Thr
280 285 290
ACG CAA GCA CAA TGG CCG GTT CAT GCG GTG ATC ACC AAC TCC ACC TAT 1928
Thr Gln Ala Gln Trp Pro Val His Ala Val Ile Thr Asn Ser Thr Tyr
295 300 305
GAT GGC TTG CTC TAC AAC ACC GAC TGG ATC AAA CAG ACG CTG GAT GTC 1976
Asp Gly Leu Leu Tyr Asn Thr Asp Trp Ile Lys Gln Thr Leu Asp Val
310 315 320
CCG TCG ATT CAC TTC GAT TCT GCC TGG GTG CCG TAC ACC CAT TTT CAT 2024
Pro Ser Ile His Phe Asp Ser Ala Trp Val Pro Tyr Thr His Phe His
325 330 335 340
CCG ATC TAC CAG GGT AAA AGT GGT ATG AGC GGC GAG CGT GTT GCG GGA 2072
Pro Ile Tyr Gln Gly Lys Ser Gly Met Ser Gly Glu Arg Val Ala Gly
345 350 355
AAA GTG ATC TTC GAA ACG CAA TCG ACC CAC AAA ATG CTG GCG GCG TTA 2120
Lys Val Ile Phe Glu Thr Gln Ser Thr His Lys Met Leu Ala Ala Leu
360 365 370
TCG CAG GCT TCG CTG ATC CAC ATT AAA GGC GAG TAT GAC GAA GAG GCC 2168
Ser Gln Ala Ser Leu Ile His Ile Lys Gly Glu Tyr Asp Glu Glu Ala
375 380 385
TTT AAC GAA GCC TTT ATG ATG CAT ACC ACC ACC TCG CCC AGT TAT CCC 2216
Phe Asn Glu Ala Phe Met Met His Thr Thr Thr Ser Pro Ser Tyr Pro
390 395 400
ATT GTT GCT TCG GTT GAG ACG GCG GCG GCG ATG CTG CGT GGT AAT CCG 2264
Ile Val Ala Ser Val Glu Thr Ala Ala Ala Met Leu Arg Gly Asn Pro
405 410 415 420
GGC AAA CGG CTG ATT AAC CGT TCA GTA GAA CGA GCT CTG CAT TTT CGC 2312
Gly Lys Arg Leu Ile Asn Arg Ser Val Glu Arg Ala Leu His Phe Arg
425 430 435
AAA GAG GTC CAG CGG CTG CGG GAA GAG TCT GAC GGT TGG TTT TTC GAT 2360
Lys Glu Val Gln Arg Leu Arg Glu Glu Ser Asp Gly Trp Phe Phe Asp
440 445 450
ATC TGG CAA CCG CCG CAG GTG GAT GAA GCC GAA TGC TGG CCC GTT GCG 2408
Ile Trp Gln Pro Pro Gln Val Asp Glu Ala Glu Cys Trp Pro Val Ala
455 460 465
CCT GGC GAA CAG TGG CAC GGC TTT AAC GAT GCG GAT GCC GAT CAT ATG 2456
Pro Gly Glu Gln Trp His Gly Phe Asn Asp Ala Asp Ala Asp His Met
470 475 480
TTT CTC GAT CCG GTT AAA GTC ACT ATT TTG ACA CCG GGG ATG GAC GAG 2504
Phe Leu Asp Pro Val Lys Val Thr Ile Leu Thr Pro Gly Met Asp Glu
485 490 495 500
CAG GGC AAT ATG AGC GAG GAG GGG ATC CCG GCG GCG CTG GTA GCA AAA 2552
Gln Gly Asn Met Ser Glu Glu Gly Ile Pro Ala Ala Leu Val Ala Lys
505 510 515
TTC CTC GAC GAA CGT GGG ATC GTA GTA GAG AAA ACC GGC CCT TAT AAC 2600
Phe Leu Asp Glu Arg Gly Ile Val Val Glu Lys Thr Gly Pro Tyr Asn
520 525 530
CTG CTG TTT CTC TTT AGT ATT GGC ATC GAT AAA ACC AAA GCA ATG GGA 2648
Leu Leu Phe Leu Phe Ser Ile Gly Ile Asp Lys Thr Lys Ala Met Gly
535 540 545
TTA TTG CGT GGG TTG ACG GAA TTC AAA CGC TCT TAC GAT CTC AAC CTG 2696
Leu Leu Arg Gly Leu Thr Glu Phe Lys Arg Ser Tyr Asp Leu Asn Leu
550 555 560
CGG ATC AAA AAT ATG CTA CCC GAT CTC TAT GCA GAA GAT CCC GAT TTC 2744
Arg Ile Lys Asn Met Leu Pro Asp Leu Tyr Ala Glu Asp Pro Asp Phe
565 570 575 580
TAC CGC AAT ATG CGT ATT CAG GAT CTG GCA CAA GGG ATC CAT AAG CTG 2792
Tyr Arg Asn Met Arg Ile Gln Asp Leu Ala Gln Gly Ile His Lys Leu
585 590 595
ATT CGT AAA CAC GAT CTT CCC GGT TTG ATG TTG CGG GCA TTC GAT ACT 2840
Ile Arg Lys His Asp Leu Pro Gly Leu Met Leu Arg Ala Phe Asp Thr
600 605 610
TTG CCG GAG ATG ATC ATG ACG CCA CAT CAG GCA TGG CAA CGA CAA ATT 2888
Leu Pro Glu Met Ile Met Thr Pro His Gln Ala Trp Gln Arg Gln Ile
615 620 625
AAA GGC GAA GTA GAA ACC ATT GCG CTG GAA CAA CTG GTC GGT AGA GTA 2936
Lys Gly Glu Val Glu Thr Ile Ala Leu Glu Gln Leu Val Gly Arg Val
630 635 640
TCG GCA AAT ATG ATC CTG CCT TAT CCA CCG GGC GTA CCG CTG TTG ATG 2984
Ser Ala Asn Met Ile Leu Pro Tyr Pro Pro Gly Val Pro Leu Leu Met
645 650 655 660
CCT GGA GAA ATG CTG ACC AAA GAG AGC CGC ACA GTA CTC GAT TTT CTA 3032
Pro Gly Glu Met Leu Thr Lys Glu Ser Arg Thr Val Leu Asp Phe Leu
665 670 675
CTG ATG CTT TGT TCC GTC GGG CAA CAT TAC CCC GGT TTT GAA ACG GAT 3080
Leu Met Leu Cys Ser Val Gly Gln His Tyr Pro Gly Phe Glu Thr Asp
680 685 690
ATT CAC GGC GCG AAA CAG GAC GAA GAC GGC GTT TAC CGC GTA CGA GTC 3128
Ile His Gly Ala Lys Gln Asp Glu Asp Gly Val Tyr Arg Val Arg Val
695 700 705
CTA AAA ATG GCG GGA TAACTTGCCA GAGCGGCTTC CGGGCGAGTA ACGTTCTGTT 3183
Leu Lys Met Ala Gly
710
AACAAATAAA GGAGACGTTA TGCTGGGTTT AAAACAGGTT CACCATATTG CGATTATTGC 3243
GACGGATTAT GCGGTGAGCA AAGCTT 3269
(2)SEQ ID NO:4的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:713个氨基酸
(B)类型:氨基酸
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:蛋白质
(ix)序列描述:SEQ ID NO:4:
Met Asn Ile Ile Ala Ile Met Gly Pro His Gly Val Phe Tyr Lys Asp
1 5 10 15
Glu Pro Ile Lys Glu Leu Glu Ser Ala Leu Val Ala Gln Gly Phe Gln
20 25 30
Ile Ile Trp Pro Gln Asn Ser Val Asp Leu Leu Lys Phe Ile Glu His
35 40 45
Asn Pro Arg Ile Cys Gly Val Ile Phe Asp Trp Asp Glu Tyr Ser Leu
50 55 60
Asp Leu Cys Ser Asp Ile Asn Gln Leu Asn Glu Tyr Leu Pro Leu Tyr
65 70 75 80
Ala Phe Ile Asn Thr His Ser Thr Met Asp Val Ser Val Gln Asp Met
85 90 95
Arg Met Ala Leu Trp Phe Phe Glu Tyr Ala Leu Gly Gln Ala Glu Asp
100 105 110
Ile Ala Ile Arg Met Arg Gln Tyr Thr Asp Glu Tyr Leu Asp Asn Ile
115 120 125
Thr Pro Pro Phe Thr Lys Ala Leu Phe Thr Tyr Val Lys Glu Arg Lys
130 135 140
Tyr Thr Phe Cys Thr Pro Gly His Met Gly Gly Thr Ala Tyr Gln Lys
145 150 155 160
Ser Pro Val Gly Cys Leu Phe Tyr Asp Phe Phe Gly Gly Asn Thr Leu
165 170 175
Lys Ala Asp Val Ser Ile Ser Val Thr Glu Leu Gly Ser Leu Leu Asp
180 185 190
His Thr Gly Pro His Leu Glu Ala Glu Glu Tyr Ile Ala Arg Thr Phe
195 200 205
Gly Ala Glu Gln Ser Tyr Ile Val Thr Asn Gly Thr Ser Thr Ser Asn
210 215 220
Lys Ile Val Gly Met Tyr Ala Ala Pro Ser Gly Ser Thr Leu Leu Ile
225 230 235 240
Asp Arg Asn Cys His Lys Ser Leu Ala His Leu Leu Met Met Asn Asp
245 250 255
Val Val Pro Val Trp Leu Lys Pro Thr Arg Asn Ala Leu Gly Ile Leu
260 265 270
Gly Gly Ile Pro Arg Arg Glu Phe Thr Arg Asp Ser Ile Glu Glu Lys
275 280 285
Val Ala Ala Thr Thr Gln Ala Gln Trp Pro Val His Ala Val Ile Thr
290 295 300
Asn Ser Thr Tyr Asp Gly Leu Leu Tyr Asn Thr Asp Trp Ile Lys Gln
305 310 315 320
Thr Leu Asp Val Pro Ser Ile His Phe Asp Ser Ala Trp Val Pro Tyr
325 330 335
Thr His Phe His Pro Ile Tyr Gln Gly Lys Ser Gly Met Ser Gly Glu
340 345 350
Arg Val Ala Gly Lys Val Ile Phe Glu Thr Gln Ser Thr His Lys Met
355 360 365
Leu Ala Ala Leu Ser Gln Ala Ser Leu Ile His Ile Lys Gly Glu Tyr
370 375 380
Asp Glu Glu Ala Phe Asn Glu Ala Phe Met Met His Thr Thr Thr Ser
385 390 395 400
Pro Ser Tyr Pro Ile Val Ala Ser Val Glu Thr Ala Ala Ala Met Leu
405 410 415
Arg Gly Asn Pro Gly Lys Arg Leu Ile Asn Arg Ser Val Glu Arg Ala
420 425 430
Leu His Phe Arg Lys Glu Val Gln Arg Leu Arg Glu Glu Ser Asp Gly
435 440 445
Trp Phe Phe Asp Ile Trp Gln Pro Pro Gln Val Asp Glu Ala Glu Cys
450 455 460
Trp Pro Val Ala Pro Gly Glu Gln Trp His Gly Phe Asn Asp Ala Asp
465 470 475 480
Ala Asp His Met Phe Leu Asp Pro Val Lys Val Thr Ile Leu Thr Pro
485 490 495
Gly Met Asp Glu Gln Gly Asn Met Ser Glu Glu Gly Ile Pro Ala Ala
500 505 510
Leu Val Ala Lys Phe Leu Asp Glu Arg Gly Ile Val Val Glu Lys Thr
515 520 525
Gly Pro Tyr Asn Leu Leu Phe Leu Phe Ser Ile Gly Ile Asp Lys Thr
530 535 540
Lys Ala Met Gly Leu Leu Arg Gly Leu Thr Glu Phe Lys Arg Ser Tyr
545 550 555 560
Asp Leu Asn Leu Arg Ile Lys Asn Met Leu Pro Asp Leu Tyr Ala Glu
565 570 575
Asp Pro Asp Phe Tyr Arg Asn Met Arg Ile Gln Asp Leu Ala Gln Gly
580 585 590
Ile His Lys Leu Ile Arg Lys His Asp Leu Pro Gly Leu Met Leu Arg
595 600 605
Ala Phe Asp Thr Leu Pro Glu Met Ile Met Thr Pro His Gln Ala Trp
610 615 620
Gln Arg Gln Ile Lys Gly Glu Val Glu Thr Ile Ala Leu Glu Gln Leu
625 630 635 640
Val Gly Arg Val Ser Ala Asn Met Ile Leu Pro Tyr Pro Pro Gly Val
645 650 655
Pro Leu Leu Met Pro Gly Glu Met Leu Thr Lys Glu Ser Arg Thr Val
660 665 670
Leu Asp Phe Leu Leu Met Leu Cys Ser Val Gly Gln His Tyr Pro Gly
675 680 685
Phe Glu Thr Asp Ile His Gly Ala Lys Gln Asp Glu Asp Gly Val Tyr
690 695 700
Arg Val Arg Val Leu Lys Met Ala Gly
705 710
(2)SEQ ID NO:5的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:2145个碱基对
(B)类型:核酸
(C)链型:双链
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:基因组DNA
iii)假设:无
(iv)反义:无
(vi)来源:
(A)生物体:大肠杆菌
(B)菌株:CS520
(ix)特征:
(A)名称/关键字CDS
(B)位置:1至2145
(xi)序列描述:SEQ ID NO:5:
ATG AAC GTT ATT GCA ATA TTG AAT CAC ATG GGG GTT TAT TTT AAA GAA 48
Met Asn Val Ile Ala Ile Leu Asn His Met Gly Val Tyr Phe Lys Glu
1 5 10 15
GAA CCC ATC CGT GAA CTT CAT CGC GCG CTT GAA CGT CTG AAC TTC CAG 96
Glu Pro Ile Arg Glu Leu His Arg Ala Leu Glu Arg Leu Asn Phe Gln
20 25 30
ATT GTT TAC CCG AAC GAC CGT GAC GAC TTA TTA AAA CTG ATC GAA AAC 144
Ile Val Tyr Pro Asn Asp Arg Asp Asp Leu Leu Lys Leu Ile Glu Asn
35 40 45
AAT GCG CGT CTG TGC GGC GTT ATT TTT GAC TGG GAT AAA TAT AAT CTC 192
Asn Ala Arg Leu Cys Gly Val Ile Phe Asp Trp Asp Lys Tyr Asn Leu
50 55 60
GAG CTG TGC GAA GAA ATT AGC AAA ATG AAC GAG AAC CTG CCG TTG TAC 240
Glu Leu Cys Glu Glu Ile Ser Lys Met Asn Glu Asn Leu Pro Leu Tyr
65 70 75 80
GCG TTC GCT AAT ACG TAT TCC ACT CTC GAT GTA AGC CTG AAT GAC CTG 288
Ala Phe Ala Asn Thr Tyr Ser Thr Leu Asp Val Ser Leu Asn Asp Leu
85 90 95
CGT TTA CAG ATT AGC TTC TTT GAA TAT GCG CTG GGT GCT GCT GAA GAT 336
Arg Leu Gln Ile Ser Phe Phe Glu Tyr Ala Leu Gly Ala Ala Glu Asp
100 105 110
ATT GCT AAT AAG ATC AAG CAG ACC ACT GAC GAA TAT ATC AAC ACT ATT 384
Ile Ala Asn Lys Ile Lys Gln Thr Thr Asp Glu Tyr Ile Asn Thr Ile
115 120 125
CTG CCT CCG CTG ACT AAA GCA CTG TTT AAA TAT GTT CGT GAA GGT AAA 432
Leu Pro Pro Leu Thr Lys Ala Leu Phe Lys Tyr Val Arg Glu Gly Lys
130 135 140
TAT ACT TTC TGT ACT CCT GGT CAC ATG GGC GGT ACT GCA TTC CAG AAA 480
Tyr Thr Phe Cys Thr Pro Gly His Met Gly Gly Thr Ala Phe Gln Lys
145 150 155 160
AGC CCG GTA GGT AGC CTG TTC TAT GAT TTC TTT GGT CCG AAT ACC ATG 528
Ser Pro Val Gly Ser Leu Phe Tyr Asp Phe Phe Gly Pro Asn Thr Met
165 170 175
AAA TCT GAT ATT TCC ATT TCA GTA TCT GAA CTG GGT TCT CTG CTG GAT 576
Lys Ser Asp Ile Ser Ile Ser Val Ser Glu Leu Gly Ser Leu Leu Asp
180 185 190
CAC AGT GGT CCA CAC AAA GAA GCA GAA CAG TAT ATC GCT CGC GTC TTT 624
His Ser Gly Pro His Lys Glu Ala Glu Gln Tyr Ile Ala Arg Val Phe
195 200 205
AAC GCA GAC CGC AGC TAC ATG GTG ACC AAC GGT ACT TCC ACT GCG AAC 672
Asn Ala Asp Arg Ser Tyr Met Val Thr Asn Gly Thr Ser Thr Ala Asn
210 215 220
AAA ATT GTT GGT ATG TAC TCT GCT CCA GCA GGC AGC ACC ATT CTG ATT 720
Lys Ile Val Gly Met Tyr Ser Ala Pro Ala Gly Ser Thr Ile Leu Ile
225 230 235 240
GAC CGT AAC TGC CAC AAA TCG CTG ACC CAC CTG ATG ATG ATG AGC GAT 768
Asp Arg Asn Cys His Lys Ser Leu Thr His Leu Met Met Met Ser Asp
245 250 255
GTT ACG CCA ATC TAT TTC CGC CCG ACC CGT AAC GCT TAC GGT ATT CTT 816
Val Thr Pro Ile Tyr Phe Arg Pro Thr Arg Asn Ala Tyr Gly Ile Leu
260 265 270
GGT GGT ATC CCA CAG AGT GAA TTC CAG CAC GCT ACC ATT GCT AAG CGC 864
Gly Gly Ile Pro Gln Ser Glu Phe Gln His Ala Thr Ile Ala Lys Arg
275 280 285
GTG AAA GAA ACA CCA AAC GCA ACC TGG CCG GTA CAT GCT GTA ATT ACC 912
Val Lys Glu Thr Pro Asn Ala Thr Trp Pro Val His Ala Val Ile Thr
290 295 300
AAC TCT ACC TAT GAT GGT CTG CTG TAC AAC ACC GAC TTC ATC AAG AAA 960
Asn Ser Thr Tyr Asp Gly Leu Leu Tyr Asn Thr Asp Phe Ile Lys Lys
305 310 315 320
ACA CTG GAT GTG AAA TCC ATC CAC TTT GAC TCC GCG TGG GTG CCT TAC 1008
Thr Leu Asp Val Lys Ser Ile His Phe Asp Ser Ala Trp Val Pro Tyr
325 330 335
ACC AAC TTC TCA CCG ATT TAC GAA GGT AAA TGC GGT ATG AGC GGT GGC 1056
Thr Asn Phe Ser Pro Ile Tyr Glu Gly Lys Cys Gly Met Ser Gly Gly
340 345 350
CGT GTA GAA GGG AAA GTG ATT TAC GAA ACC CAG TCC ACT CAC AAA CTG 1104
Arg Val Glu Gly Lys Val Ile Tyr Glu Thr Gln Ser Thr His Lys Leu
355 360 365
CTG GCG GCG TTC TCT CAG GCT TCC ATG ATC CAC GTT AAA GGT GAC GTA 1152
Leu Ala Ala Phe Ser Gln Ala Ser Met Ile His Val Lys Gly Asp Val
370 375 380
AAC GAA GAA ACC TTT AAC GAA GCC TAC ATG ATG CAC ACC ACC ACT TCT 1200
Asn Glu Glu Thr Phe Asn Glu Ala Tyr Met Met His Thr Thr Thr Ser
385 390 395 400
CCG CAC TAC GGT ATC GTG GCG TCC ACT GAA ACC GCT GCG GCG ATG ATG 1248
Pro His Tyr Gly Ile Val Ala Ser Thr Glu Thr Ala Ala Ala Met Met
405 410 415
AAA GGC AAT GCA GGT AAG CGT CTG ATC AAC GGT TCT ATT GAA CGT GCG 1296
Lys Gly Asn Ala Gly Lys Arg Leu Ile Asn Gly Ser Ile Glu Arg Ala
420 425 430
ATC AAA TTC CGT AAA GAG ATC AAA CGT CTG AGA ACG GAA TCT GAT GGC 1344
Ile Lys Phe Arg Lys Glu Ile Lys Arg Leu Arg Thr Glu Ser Asp Gly
435 440 445
TGG TTC TTT GAT GTA TGG CAG CCG GAT CAT ATC GAT ACG ACT GAA TGC 1392
Trp Phe Phe Asp Val Trp Gln Pro Asp His Ile Asp Thr Thr Glu Cys
450 455 460
TGG CCG CTG CGT TCT GAC AGC ACC TGG CAC GGC TTC AAA AAC ATC GAT 1440
Trp Pro Leu Arg Ser Asp Ser Thr Trp His Gly Phe Lys Asn Ile Asp
465 470 475 480
AAC GAG CAC ATG TAT CTT GAC CCG ATC AAA GTC ACC CTG CTG ACT CCG 1488
Asn Glu His Met Tyr Leu Asp Pro Ile Lys Val Thr Leu Leu Thr Pro
485 490 495
GGG ATG GAA AAA GAC GGC ACC ATG AGC GAC TTT GGT ATT CCG GCC AGC 1536
Gly Met Glu Lys Asp Gly Thr Met Ser Asp Phe Gly Ile Pro Ala Ser
500 505 510
ATC GTG GCG AAA TAC CTC GAC GAA CAT GGC ATC GTT GTT GAG AAA ACC 1584
Ile Val Ala Lys Tyr Leu Asp Glu His Gly Ile Val Val Glu Lys Thr
515 520 525
GGT CCG TAT AAC CTG CTG TTC CTG TTC AGC ATC GGT ATC GAT AAG ACC 1632
Gly Pro Tyr Asn Leu Leu Phe Leu Phe Ser Ile Gly Ile Asp Lys Thr
530 535 540
AAA GCA CTG AGC CTG CTG CGT GCT CTG ACT GAC TTT AAA CGT GCG TTC 1680
Lys Ala Leu Ser Leu Leu Arg Ala Leu Thr Asp Phe Lys Arg Ala Phe
545 550 555 560
GAC CTG AAC CTG CGT GTG AAA AAC ATG CTG CCG TCT CTG TAT CGT GAA 1728
Asp Leu Asn Leu Arg Val Lys Asn Met Leu Pro Ser Leu Tyr Arg Glu
565 570 575
GAT CCT GAA TTC TAT GAA AAC ATG CGT ATT CAG GAA CTG GCT CAG AAT 1776
Asp Pro Glu Phe Tyr Glu Asn Met Arg Ile Gln Glu Leu Ala Gln Asn
580 585 590
ATC CAC AAA CTG ATT GTT CAC CAC AAT CTG CCG GAT CTG ATG TAT CGC 1824
Ile His Lys Leu Ile Val His His Asn Leu Pro Asp Leu Met Tyr Arg
595 600 605
GCA TTT GAA GTG CTG CCG ACG ATG GTA ATG ACT CCG TAT GCT GCA TTC 1872
Ala Phe Glu Val Leu Pro Thr Met Val Met Thr Pro Tyr Ala Ala Phe
610 615 620
CAG AAA GAG CTG CAC GGT ATG ACC GAA GAA GTT TAC CTC GAC GAA ATG 1920
Gln Lys Glu Leu His Gly Met Thr Glu Glu Val Tyr Leu Asp Glu Met
625 630 635 640
GTA GGT CGT ATT AAC GCC AAT ATG ATC CTT CCG TAC CCG CCG GGA GTT 1968
Val Gly Arg Ile Asn Ala Asn Met Ile Leu Pro Tyr Pro Pro Gly Val
645 650 655
CCT CTG GTA ATG CCG GGT GAA ATG ATC ACC GAA GAA AGC CGT CCG GTT 2016
Pro Leu Val Met Pro Gly Glu Met Ile Thr Glu Glu Ser Arg Pro Val
660 665 670
CTG GAG TTC CTG CAG ATG CTG TGT GAA ATC GGC GCT CAC TAT CCG GGC 2064
Leu Glu Phe Leu Gln Met Leu Cys Glu Ile Gly Ala His Tyr Pro Gly
675 680 685
TTT GAA ACC GAT ATT CAC GGT GCA TAC CGT CAG GCT GAT GGC CGC TAT 2112
Phe Glu Thr Asp Ile His Gly Ala Tyr Arg Gln Ala Asp Gly Arg Tyr
690 695 700
ACC GTT AAG GTA TTG AAA GAA GAA AGC AAA AAA 2145
Thr Val Lys Val Leu Lys Glu Glu Ser Lys Lys
705 710 715
(2)SEQ ID NO:6的资料:
(i)序列特征:
(A)长度:715个氨基酸
(B)类型:氨基酸
(D)拓扑结构:线性
(ii)分子类型:蛋白质
(ix)序列描述:SEQ ID NO:6:
Met Asn Val Ile Ala Ile Leu Asn His Met Gly Val Tyr Phe Lys Glu
1 5 10 15
Glu Pro Ile Arg Glu Leu His Arg Ala Leu Glu Arg Leu Asn Phe Gln
20 25 30
Ile Val Tyr Pro Asn Asp Arg Asp Asp Leu Leu Lys Leu Ile Glu Asn
35 40 45
Asn Ala Arg Leu Cys Gly Val Ile Phe Asp Trp Asp Lys Tyr Asn Leu
50 55 60
Glu Leu Cys Glu Glu Ile Ser Lys Met Asn Glu Asn Leu Pro Leu Tyr
65 70 75 80
Ala Phe Ala Asn Thr Tyr Ser Thr Leu Asp Val Ser Leu Asn Asp Leu
85 90 95
Arg Leu Gln Ile Ser Phe Phe Glu Tyr Ala Leu Gly Ala Ala Glu Asp
100 105 110
Ile Ala Asn Lys Ile Lys Gln Thr Thr Asp Glu Tyr Ile Asn Thr Ile
115 120 125
Leu Pro Pro Leu Thr Lys Ala Leu Phe Lys Tyr Val Arg Glu Gly Lys
130 135 140
Tyr Thr Phe Cys Thr Pro Gly His Met Gly Gly Thr Ala Phe Gln Lys
145 150 155 160
Ser Pro Val Gly Ser Leu Phe Tyr Asp Phe Phe Gly Pro Asn Thr Met
165 170 175
Lys Ser Asp Ile Ser Ile Ser Val Ser Glu Leu Gly Ser Leu Leu Asp
180 185 190
His Ser Gly Pro His Lys Glu Ala Glu Gln Tyr Ile Ala Arg Val Phe
195 200 205
Asn Ala Asp Arg Ser Tyr Met Val Thr Asn Gly Thr Ser Thr Ala Asn
210 215 220
Lys Ile Val Gly Met Tyr Ser Ala Pro Ala Gly Ser ThrIle Leu Ile
225 230 235 240
Asp Arg Asn Cys His Lys Ser Leu Thr His Leu Met Met Met Ser Asp
245 250 255
Val Thr Pro Ile Tyr Phe Arg Pro Thr Arg Asn Ala Tyr Gly Ile Leu
260 265 270
Gly Gly Ile Pro Gln Ser Glu Phe Gln His Ala Thr Ile Ala Lys Arg
275 280 285
Val Lys Glu Thr Pro Asn Ala Thr Trp Pro Val His Ala Val Ile Thr
290 295 300
Asn Ser Thr Tyr Asp Gly Leu Leu Tyr Asn Thr Asp Phe Ile Lys Lys
305 310 315 320
Thr Leu Asp Val Lys Ser Ile His Phe Asp Ser Ala Trp Val Pro Tyr
325 330 335
Thr Asn Phe Ser Pro Ile Tyr Glu Gly Lys Cys Gly Met Ser Gly Gly
340 345 350
Arg Val Glu Gly Lys Val Ile Tyr Glu Thr Gln Ser Thr His Lys Leu
355 360 365
Leu Ala Ala Phe Ser Gln Ala Ser Met Ile His Val Lys Gly Asp Val
370 375 380
Asn Glu Glu Thr Phe Asn Glu Ala Tyr Met Met His Thr Thr Thr Ser
385 390 395 400
Pro His Tyr Gly Ile Val Ala Ser Thr Glu Thr Ala Ala Ala Met Met
405 410 415
Lys Gly Asn Ala Gly Lys Arg Leu Ile Asn Gly Ser Ile Glu Arg Ala
420 425 430
Ile Lys Phe Arg Lys Glu Ile Lys Arg Leu Arg Thr Glu Ser Asp Gly
435 440 445
Trp Phe Phe Asp Val Trp Gln Pro Asp His Ile Asp Thr Thr Glu Cys
450 455 460
Trp Pro Leu Arg Ser Asp Ser Thr Trp His Gly Phe Lys Asn Ile Asp
465 470 475 480
Asn Glu His Met Tyr Leu Asp Pro Ile Lys Val Thr Leu Leu Thr Pro
485 490 495
Gly Met Glu Lys Asp Gly Thr Met Ser Asp Phe Gly Ile Pro Ala Ser
500 505 510
Ile Val Ala Lys Tyr Leu Asp Glu His Gly Ile Val Val Glu Lys Thr
515 520 525
Gly Pro Tyr Asn Leu Leu Phe Leu Phe Ser Ile Gly Ile Asp Lys Thr
530 535 540
Lys Ala Leu Ser Leu Leu Arg Ala Leu Thr Asp Phe Lys Arg Ala Phe
545 550 555 560
Asp Leu Asn Leu Arg Val Lys Asn Met Leu Pro Ser Leu Tyr Arg Glu
565 570 575
Asp Pro Glu Phe Tyr Glu Asn Met Arg Ile Gln Glu Leu Ala Gln Asn
580 585 590
Ile His Lys Leu Ile Val His His Asn Leu Pro Asp Leu Met Tyr Arg
595 600 605
Ala Phe Glu Val Leu Pro Thr Met Val Met Thr Pro Tyr Ala Ala Phe
610 615 620
Gln Lys Glu Leu His Gly Met Thr Glu Glu Val Tyr Leu Asp Glu Met
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Val Gly Arg Ile Asn Ala Asn Met Ile Leu Pro Tyr Pro Pro Gly Val
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Pro Leu Val Met Pro Gly Glu Met Ile Thr Glu Glu Ser Arg Pro Val
660 665 670
Leu Glu Phe Leu Gln Met Leu Cys Glu Ile Gly Ala His Tyr Pro Gly
675 680 685
Phe Glu Thr Asp Ile His Gly Ala Tyr Arg Gln Ala Asp Gly Arg Tyr
690 695 700
Thr Val Lys Val Leu Lys Glu Glu Ser Lys Lys
705 710 715
Claims (2)
1.一种产L-赖氨酸的方法,其包括在液体培养基中培养微生物的步骤,以便在液体培养基中生产并累积L-赖氨酸,并收集L-赖氨酸,其中所述微生物为大肠杆菌微生物,其具有L-赖氨酸生产能力,其细胞内赖氨酸脱羧酶活性降低或消失,并且其中所述细胞内赖氨酸脱羧酶活性通过编码赖氨酸脱羧酶的基因受到破坏而降低或消失,所述赖氨酸脱羧酶的氨基酸序列在序列表SEQ ID NO:4中给出,所述基因由于其核苷酸序列中一个或多个核苷酸的替换、缺失、插入、添加或倒位而被破坏。
2.权利要求1的方法,其中所述基因的核苷酸序列是序列表中SEQ ID NO:3的第1005至3143位。
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