CN116640810A - 一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用 - Google Patents

一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用 Download PDF

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赵津津
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Abstract

本发明涉及微生物工程技术领域,具体公开了一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用。本发明的赖氨酸生产方法,包括以重组微生物进行发酵培养的步骤,所述重组微生物相比于出发菌株,具有降低的天冬氨酸‑tRNA连接酶活性,优选还具有降低的异柠檬酸脱氢酶活性。本发明采用的重组微生物进行赖氨酸的制备,可提高赖氨酸的产量。

Description

一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用
技术领域
本发明涉及微生物工程技术领域,具体地说,涉及一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用。
背景技术
L-赖氨酸是碱性必需氨基酸,分子式为C6H14N2O2,外观为白色或近乎于白色结晶粉末。在210℃变暗,在224.5℃下分解,易溶于水,微溶于醇,不溶于醚。广泛应用于动物饲料、医药和食品工业,其中L-赖氨酸约90%用于饲料工业,10%用于食品和医药行业。用于动物饲料添加剂,L-赖氨酸可帮助机体吸收其他氨基酸,从而提高饲料质量。因此,生产赖氨酸具有广阔的前景。
目前,L-赖氨酸最常用的生产方法为微生物发酵法,微生物发酵法具有原料成本低、反应条件温和、容易实现大规模生产等优点。大肠杆菌(Escherichia coli)由于其生长速度快,遗传背景清晰,培养条件简单,代谢工程手段成熟等优点,广泛应用于工业发酵领域,可用于生产L-氨基酸、核苷酸及其他有机酸等。大肠杆菌合成L-赖氨酸,从L-天冬氨酸开始,经过多步酶催化反应得到L-赖氨酸。L-赖氨酸的产率与生物合成途径中的酶活性及代谢流的分布相关,通过增强末端合成途径的酶活性,或改变中央代谢流方向,以及增加还原力的供给,都利于大肠杆菌高产L-赖氨酸。
天冬氨酸-tRNA连接酶(argS)是氨酰-tRNA合成酶家族的成员,通过将氨基酸共价连接到特定的tRNA分子来进行翻译。在大肠杆菌中天冬氨酸-tRNA连接酶主要参与L-天冬氨酸与tRNA(Asp)的连接反应。此过程分为两步,首先L-天冬氨酸作为底物,被ATP激活后形成Asp-AMP,之后Asp-AMP转移到tRNA(Asp)的受体端形成L-天冬氨酸-tRNAasp,L-天冬氨酸是L-赖氨酸合成的前体。目前,关于天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低对大肠杆菌积累L-赖氨酸等天冬氨酸族氨基酸是否有影响未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种提升赖氨酸产量的方法。
本发明的技术方案如下:
一种赖氨酸生产方法,其包括以重组微生物进行发酵培养的步骤,所述重组微生物相比于出发菌株,具有降低的天冬氨酸-tRNA连接酶活性。
本发明研究发现,降低天冬氨酸-tRNA连接酶的活性,可提升赖氨酸的产量。
降低方式可以采用代谢工程领域内常规技术手段,比如启动子调控区的改变,或起始密码子的替换,或氨基酸序列的改变。
优选,所述天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低通过启动子调控区的改变、起始密码子的替换或氨基酸序列的突变实现;更优选,所述天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低通过将天冬氨酸-tRNA连接酶的氨基酸序列第275位的丙氨酸突变为缬氨酸实现。
本发明经研究发现,对天冬氨酸-tRNA连接酶基因特定位置的氨基酸置换可以达到降低其酶活的效果,进而提高赖氨酸产量。
本发明的赖氨酸生产方法中,所述重组微生物表达突变的天冬氨酸-tRNA连接酶,其氨基酸序列如SEQ ID NO.21所示。
优选,本发明的赖氨酸生产方法中,所述重组微生物相比于出发菌株,还具有降低的异柠檬酸脱氢酶活性。
本发明还发现,天冬氨酸-tRNA连接酶的弱化与异柠檬酸脱氢酶的修饰改造具有组合提升的效果。
更优选,所述异柠檬酸脱氢酶活性的降低通过使异柠檬酸脱氢酶携带D398E和D410E突变实现。
即突变的异柠檬酸脱氢酶其氨基酸序列第398位和第410位氨基酸均由天冬氨酸突变为谷氨酸。
进一步优选,所述重组微生物表达突变的异柠檬酸脱氢酶,其氨基酸序列如SEQID NO.23所示。
本发明的赖氨酸生产方法中,所述出发菌株为大肠杆菌。
本发明还提供一种天冬氨酸-tRNA连接酶突变体,其以野生型天冬氨酸-tRNA连接酶的氨基酸序列为参考序列,所述天冬氨酸-tRNA连接酶突变体含有第275位丙氨酸被缬氨酸取代的突变;优选,天冬氨酸-tRNA连接酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.21所示。
本发明另提供一种重组微生物,所述重组微生物表达上述天冬氨酸-tRNA连接酶突变体;
优选,所述重组微生物还表达异柠檬酸脱氢酶突变体,所述异柠檬酸脱氢酶突变体含有D398E和D410E突变;
和/或,所述重组微生物的出发菌株为大肠杆菌。
本发明另提供一种上述重组微生物的如下任一种应用:
(1)在发酵生产赖氨酸中的应用;
(2)在用于生产赖氨酸的微生物遗传育种中的应用;
(3)在提高发酵生产赖氨酸产量上的应用。
本发明的有益效果至少在于:
本发明将突变的天冬氨酸-tRNA连接酶应用于大肠杆菌发酵,其赖氨酸产率得到显著提高。突变的异柠檬酸脱氢酶,其氨基酸序列第398位和第410位氨基酸均由天冬氨酸突变为谷氨酸,本身即可促进赖氨酸产率的提升,与突变的天冬氨酸-tRNA连接酶组合改造后,具有叠加的效果。该突变不仅可应用于赖氨酸,还适用于其他以天冬氨酸为前体的化合物。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的,并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下,可以对本发明进行各种修改和替换。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。下述实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件,或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可通过正规渠道购买得到的常规产品。
本发明实施例中涉及的引物名称及序列如表1所示。
表1引物序列(SEQ ID No.1-19)
实施例1突变基因aspS(A275V)的重组菌株构建
aspS氨基酸序列如SEQ ID No.20所示,aspS(A275V)氨基酸序列如SEQ ID No.21所示。
(1)pTargetF-N20质粒及Donor DNA构建
步骤1:使用pTF-aspS-sgRNA-F/pTF-aspS-sgRNA-R为引物(所有引物序列见表1),以质粒pTargetF为模板(可参见Multigene Editing in the Escherichiacoli Genomevia the CRISPR-Cas9 System,Jiang Y,Chen B,et al.Appl.EnvironMicrobiol,2015),扩增出带有N20的pTF线性质粒,使用无缝组装ClonExpress试剂盒将此线性质粒37℃进行组装,随后转化Trans1-T1感受态细胞,获得质粒pTargetF-N20(aspS A275V),PCR鉴定及测序验证;
步骤2:以大肠杆菌MG1655基因组(NC_000913)为模板,选用aspS-UF/aspS-UR引物对,扩增出上游同源臂①,选用aspS-DF/aspS-DR引物对,扩增出下游同源臂②,以①、②为模板,选用aspS-UF/aspS-DR引物对,扩增出Donor DNA。
(2)感受态细胞制备及电转化
步骤1:将pCas质粒(可参见Multigene Editing in the EscherichiacoliGenome via the CRISPR-Cas9 System,Jiang Y,Chen B,etal.Appl.EnvironMicrobiol,2015)电转入CGMCC No.22648感受态细胞中(转化方法及感受态制备方法均参照《分子克隆III》);
出发菌株CGMCC No.22648是一株诱变获得的产赖氨酸的大肠杆菌MHZ-0914,该菌株已经于2021年6月1日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(简称CGMCC,地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101),保藏编号为CGMCC No.22648,分类命名为大肠埃希氏菌Escherichia coli。
步骤2:挑取单菌落于5mL含卡那霉素和终浓度为10mM阿拉伯糖的LB试管中,30℃,200r/min培养至OD 650为0.4后,制备电转感受态细胞(感受态制备方法参照《分子克隆III》);
步骤3:将(1)中构建得到的pTargetF-N20质粒和Donor DNA同时电转入带有pCas感受态细胞中(电转条件:2.5kV,200Ω,25μF),涂布于含壮观霉素和卡那霉素的LB平板上,30℃静置培养至单菌落可见。
(3)重组菌株验证
步骤1:使用引物对aspS-F1/aspS-R对上述单菌落进行菌落PCR验证;
步骤2:将PCR鉴定正确的菌株用引物对aspS-F/aspS-R扩增,扩增产物送测序。
(4)构建相关质粒丢失
步骤1:挑取测序验证正确的单菌落接种于5mL含卡那霉素及终浓度为0.5mM IPTG的LB试管中,30℃过夜培养后划线于含卡那霉素的LB平板上;
步骤2:挑取单菌落对点于含卡那霉素、壮观霉素LB平板和只含卡那霉素的LB平板上,30℃过夜培养,若在含卡那霉素、壮观霉素的LB平板上不能生长,在卡那霉素的LB平板上生长,表明pTargetF-N20质粒已丢失;
步骤3:挑取pTargetF-N20质粒丢失的阳性菌落,接种于无抗LB试管中,42℃培养8h后划线于LB平板上,37℃过夜培养;
步骤4:挑取单菌落对点于含卡那霉素LB平板和无抗LB平板上,若在含卡那霉素的LB平板上不能生长,在无抗LB平板上生长,表明pCas质粒丢失,得到菌株CGMCC No.22648-aspS(A275V)
实施例2突变基因icd(D398E、D410E)的重组菌株构建
icd氨基酸序列如SEQ ID No.22所示,icd(D398E、D410E)氨基酸序列如SEQ ID No.23所示。
参照实施例1的方法,以CGMCC No.22648为出发菌,以pTF-icd-sgRNA-F、pTF-icd-sgRNA-R、icd-UF、icd-UR、icd-DF、icd-DR、icd-F1、icd-F2、icd-F、icd-R为引物,获得异柠檬酸脱氢酶其氨基酸序列第398位和第410位氨基酸均由天冬氨酸突变为谷氨酸的菌株,菌株命名为CGMCC No.22648-icd(D398E、D410E)。
实施例3包含突变基因icd(D398E、D410E)的重组菌株构建
参照实施例1的方法,以CGMCC No.22648-aspS(A275V)为出发菌,以pTF-icd-sgRNA-F、pTF-icd-sgRNA-R、icd-UF、icd-UR、icd-DF、icd-DR、icd-F1、icd-F2、icd-F、icd-R为引物,获得异柠檬酸脱氢酶其氨基酸序列第398位和第410位氨基酸均由天冬氨酸突变为谷氨酸的菌株,菌株命名为CGMCC No.22648-aspS(A275V)-icd(D398E、D410E)
实施例4赖氨酸发酵实验
种子活化培养基:蛋白胨10g/L,NaCl 10g/L,酵母粉5g/L,18g/L琼脂粉,调节pH至7.0。
种子培养基:葡萄糖20g/L,硫酸铵4g/L,玉米浆2.0g/L,磷酸二氢钾3g/L,七水硫酸镁0.4g/L,硫酸铁0.01g/L,硫酸锰0.01g/L,调节pH至7.0。
发酵培养基:葡萄糖60g/L,糖蜜10g/L,硫酸铵40g/L,玉米浆10g/L,磷酸二氢钾1.6g/L,七水硫酸镁1.0g/L,硫酸铁0.03g/L,硫酸锰0.03g/L,碳酸钙25g/L,调节pH至7.0。
(1)种子活化:从冻存管中取待验证菌株,在种子活化培养基上划线活化,37℃培养12h;
(2)种子培养:挑取平板活化种子1环接至装有20mL种子培养基的500mL三角瓶中,33℃,220r/min振荡培养7h;
(3)发酵培养:将2mL种子液接种至装有30mL发酵培养基的500mL三角瓶中,37℃、220r/min振荡培养12h,每株菌做三个平行。
4、OD600测定:取100μl发酵液稀释适当倍数,使用分光光度计在波长600处检测OD,每株菌做三个平行,计算平均值,检测到的OD600如表2所示。
赖氨酸浓度测定:取2mL发酵液离心(12000rpm,2min),收集上清液,用HPLC检测重组菌与对照菌发酵液中的L-赖氨酸含量,每株菌做三个平行,计算平均值,检测到的赖氨酸浓度如表2所示。
表2重组菌株的赖氨酸产量和生长检测
发酵结果表明,本发明的3种重组菌株相比出发菌CGMCC No.22648,其赖氨酸产量及转化率均有不同程度的提高,且具有显著性差异(P<0.05),OD600基本不变,说明本发明的突变位点有正效果。
天冬氨酸-tRNA连接酶和异柠檬酸脱氢酶均有正效果,两者叠加改造具有比单独改造更突出的效果。叠加改造获得的重组菌株CGMCC No.22648-icd(D398ED410E)-aspS(A275V)L-赖氨酸产量较出发菌株提高4.2g/L,转化率较出发菌株提高7.0%。从代谢的角度分析,天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低有利于天冬氨酸的积累,异柠檬酸脱氢酶的弱化使得进入TCA循环的碳流减少,更多的碳流进入天冬氨酸途径,有利于赖氨酸的积累。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
序列表
<110> 廊坊梅花生物技术开发有限公司
<120> 一种赖氨酸生产方法、突变体及重组微生物与应用
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Leu Glu Val Lys Gly Val Asp Leu Gly Asp Phe Pro Val Met Thr Phe
260 265 270
Ala Glu Ala Glu Arg Arg Tyr Gly Ser Asp Lys Pro Asp Leu Arg Asn
275 280 285
Pro Met Glu Leu Thr Asp Val Ala Asp Leu Leu Lys Ser Val Glu Phe
290 295 300
Ala Val Phe Ala Gly Pro Ala Asn Asp Pro Lys Gly Arg Val Ala Ala
305 310 315 320
Leu Arg Val Pro Gly Gly Ala Ser Leu Thr Arg Lys Gln Ile Asp Glu
325 330 335
Tyr Gly Asn Phe Val Lys Ile Tyr Gly Ala Lys Gly Leu Ala Tyr Ile
340 345 350
Lys Val Asn Glu Arg Ala Lys Gly Leu Glu Gly Ile Asn Ser Pro Val
355 360 365
Ala Lys Phe Leu Asn Ala Glu Ile Ile Glu Asp Ile Leu Asp Arg Thr
370 375 380
Ala Ala Gln Asp Gly Asp Met Ile Phe Phe Gly Ala Asp Asn Lys Lys
385 390 395 400
Ile Val Ala Asp Ala Met Gly Ala Leu Arg Leu Lys Val Gly Lys Asp
405 410 415
Leu Gly Leu Thr Asp Glu Ser Lys Trp Ala Pro Leu Trp Val Ile Asp
420 425 430
Phe Pro Met Phe Glu Asp Asp Gly Glu Gly Gly Leu Thr Ala Met His
435 440 445
His Pro Phe Thr Ser Pro Lys Asp Met Thr Ala Ala Glu Leu Lys Ala
450 455 460
Ala Pro Glu Asn Ala Val Ala Asn Ala Tyr Asp Met Val Ile Asn Gly
465 470 475 480
Tyr Glu Val Gly Gly Gly Ser Val Arg Ile His Asn Gly Asp Met Gln
485 490 495
Gln Thr Val Phe Gly Ile Leu Gly Ile Asn Glu Glu Glu Gln Arg Glu
500 505 510
Lys Phe Gly Phe Leu Leu Asp Ala Leu Lys Tyr Gly Thr Pro Pro His
515 520 525
Ala Gly Leu Ala Phe Gly Leu Asp Arg Leu Thr Met Leu Leu Thr Gly
530 535 540
Thr Asp Asn Ile Arg Asp Val Ile Ala Phe Pro Lys Thr Thr Ala Ala
545 550 555 560
Ala Cys Leu Met Thr Glu Ala Pro Ser Phe Ala Asn Pro Thr Ala Leu
565 570 575
Ala Glu Leu Ser Ile Gln Val Val Lys Lys Ala Glu Asn Asn
580 585 590
<210> 21
<211> 590
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 21
Met Arg Thr Glu Tyr Cys Gly Gln Leu Arg Leu Ser His Val Gly Gln
1 5 10 15
Gln Val Thr Leu Cys Gly Trp Val Asn Arg Arg Arg Asp Leu Gly Ser
20 25 30
Leu Ile Phe Ile Asp Met Arg Asp Arg Glu Gly Ile Val Gln Val Phe
35 40 45
Phe Asp Pro Asp Arg Ala Asp Ala Leu Lys Leu Ala Ser Glu Leu Arg
50 55 60
Asn Glu Phe Cys Ile Gln Val Thr Gly Thr Val Arg Ala Arg Asp Glu
65 70 75 80
Lys Asn Ile Asn Arg Asp Met Ala Thr Gly Glu Ile Glu Val Leu Ala
85 90 95
Ser Ser Leu Thr Ile Ile Asn Arg Ala Asp Val Leu Pro Leu Asp Ser
100 105 110
Asn His Val Asn Thr Glu Glu Ala Arg Leu Lys Tyr Arg Tyr Leu Asp
115 120 125
Leu Arg Arg Pro Glu Met Ala Gln Arg Leu Lys Thr Arg Ala Lys Ile
130 135 140
Thr Ser Leu Val Arg Arg Phe Met Asp Asp His Gly Phe Leu Asp Ile
145 150 155 160
Glu Thr Pro Met Leu Thr Lys Ala Thr Pro Glu Gly Ala Arg Asp Tyr
165 170 175
Leu Val Pro Ser Arg Val His Lys Gly Lys Phe Tyr Ala Leu Pro Gln
180 185 190
Ser Pro Gln Leu Phe Lys Gln Leu Leu Met Met Ser Gly Phe Asp Arg
195 200 205
Tyr Tyr Gln Ile Val Lys Cys Phe Arg Asp Glu Asp Leu Arg Ala Asp
210 215 220
Arg Gln Pro Glu Phe Thr Gln Ile Asp Val Glu Thr Ser Phe Met Thr
225 230 235 240
Ala Pro Gln Val Arg Glu Val Met Glu Ala Leu Val Arg His Leu Trp
245 250 255
Leu Glu Val Lys Gly Val Asp Leu Gly Asp Phe Pro Val Met Thr Phe
260 265 270
Ala Glu Val Glu Arg Arg Tyr Gly Ser Asp Lys Pro Asp Leu Arg Asn
275 280 285
Pro Met Glu Leu Thr Asp Val Ala Asp Leu Leu Lys Ser Val Glu Phe
290 295 300
Ala Val Phe Ala Gly Pro Ala Asn Asp Pro Lys Gly Arg Val Ala Ala
305 310 315 320
Leu Arg Val Pro Gly Gly Ala Ser Leu Thr Arg Lys Gln Ile Asp Glu
325 330 335
Tyr Gly Asn Phe Val Lys Ile Tyr Gly Ala Lys Gly Leu Ala Tyr Ile
340 345 350
Lys Val Asn Glu Arg Ala Lys Gly Leu Glu Gly Ile Asn Ser Pro Val
355 360 365
Ala Lys Phe Leu Asn Ala Glu Ile Ile Glu Asp Ile Leu Asp Arg Thr
370 375 380
Ala Ala Gln Asp Gly Asp Met Ile Phe Phe Gly Ala Asp Asn Lys Lys
385 390 395 400
Ile Val Ala Asp Ala Met Gly Ala Leu Arg Leu Lys Val Gly Lys Asp
405 410 415
Leu Gly Leu Thr Asp Glu Ser Lys Trp Ala Pro Leu Trp Val Ile Asp
420 425 430
Phe Pro Met Phe Glu Asp Asp Gly Glu Gly Gly Leu Thr Ala Met His
435 440 445
His Pro Phe Thr Ser Pro Lys Asp Met Thr Ala Ala Glu Leu Lys Ala
450 455 460
Ala Pro Glu Asn Ala Val Ala Asn Ala Tyr Asp Met Val Ile Asn Gly
465 470 475 480
Tyr Glu Val Gly Gly Gly Ser Val Arg Ile His Asn Gly Asp Met Gln
485 490 495
Gln Thr Val Phe Gly Ile Leu Gly Ile Asn Glu Glu Glu Gln Arg Glu
500 505 510
Lys Phe Gly Phe Leu Leu Asp Ala Leu Lys Tyr Gly Thr Pro Pro His
515 520 525
Ala Gly Leu Ala Phe Gly Leu Asp Arg Leu Thr Met Leu Leu Thr Gly
530 535 540
Thr Asp Asn Ile Arg Asp Val Ile Ala Phe Pro Lys Thr Thr Ala Ala
545 550 555 560
Ala Cys Leu Met Thr Glu Ala Pro Ser Phe Ala Asn Pro Thr Ala Leu
565 570 575
Ala Glu Leu Ser Ile Gln Val Val Lys Lys Ala Glu Asn Asn
580 585 590
<210> 22
<211> 416
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 22
Met Glu Ser Lys Val Val Val Pro Ala Gln Gly Lys Lys Ile Thr Leu
1 5 10 15
Gln Asn Gly Lys Leu Asn Val Pro Glu Asn Pro Ile Ile Pro Tyr Ile
20 25 30
Glu Gly Asp Gly Ile Gly Val Asp Val Thr Pro Ala Met Leu Lys Val
35 40 45
Val Asp Ala Ala Val Glu Lys Ala Tyr Lys Gly Glu Arg Lys Ile Ser
50 55 60
Trp Met Glu Ile Tyr Thr Gly Glu Lys Ser Thr Gln Val Tyr Gly Gln
65 70 75 80
Asp Val Trp Leu Pro Ala Glu Thr Leu Asp Leu Ile Arg Glu Tyr Arg
85 90 95
Val Ala Ile Lys Gly Pro Leu Thr Thr Pro Val Gly Gly Gly Ile Arg
100 105 110
Ser Leu Asn Val Ala Leu Arg Gln Glu Leu Asp Leu Tyr Ile Cys Leu
115 120 125
Arg Pro Val Arg Tyr Tyr Gln Gly Thr Pro Ser Pro Val Lys His Pro
130 135 140
Glu Leu Thr Asp Met Val Ile Phe Arg Glu Asn Ser Glu Asp Ile Tyr
145 150 155 160
Ala Gly Ile Glu Trp Lys Ala Asp Ser Ala Asp Ala Glu Lys Val Ile
165 170 175
Lys Phe Leu Arg Glu Glu Met Gly Val Lys Lys Ile Arg Phe Pro Glu
180 185 190
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195 200 205
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210 215 220
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225 230 235 240
Phe Lys Asp Trp Gly Tyr Gln Leu Ala Arg Glu Glu Phe Gly Gly Glu
245 250 255
Leu Ile Asp Gly Gly Pro Trp Leu Lys Val Lys Asn Pro Asn Thr Gly
260 265 270
Lys Glu Ile Val Ile Lys Asp Val Ile Ala Asp Ala Phe Leu Gln Gln
275 280 285
Ile Leu Leu Arg Pro Ala Glu Tyr Asp Val Ile Ala Cys Met Asn Leu
290 295 300
Asn Gly Asp Tyr Ile Ser Asp Ala Leu Ala Ala Gln Val Gly Gly Ile
305 310 315 320
Gly Ile Ala Pro Gly Ala Asn Ile Gly Asp Glu Cys Ala Leu Phe Glu
325 330 335
Ala Thr His Gly Thr Ala Pro Lys Tyr Ala Gly Gln Asp Lys Val Asn
340 345 350
Pro Gly Ser Ile Ile Leu Ser Ala Glu Met Met Leu Arg His Met Gly
355 360 365
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370 375 380
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385 390 395 400
Lys Leu Leu Lys Cys Ser Glu Phe Gly Asp Ala Ile Ile Glu Asn Met
405 410 415
<210> 23
<211> 416
<212> PRT
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 23
Met Glu Ser Lys Val Val Val Pro Ala Gln Gly Lys Lys Ile Thr Leu
1 5 10 15
Gln Asn Gly Lys Leu Asn Val Pro Glu Asn Pro Ile Ile Pro Tyr Ile
20 25 30
Glu Gly Asp Gly Ile Gly Val Asp Val Thr Pro Ala Met Leu Lys Val
35 40 45
Val Asp Ala Ala Val Glu Lys Ala Tyr Lys Gly Glu Arg Lys Ile Ser
50 55 60
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65 70 75 80
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85 90 95
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100 105 110
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115 120 125
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130 135 140
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145 150 155 160
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165 170 175
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180 185 190
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195 200 205
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210 215 220
Val Thr Leu Val His Lys Gly Asn Ile Met Lys Phe Thr Glu Gly Ala
225 230 235 240
Phe Lys Asp Trp Gly Tyr Gln Leu Ala Arg Glu Glu Phe Gly Gly Glu
245 250 255
Leu Ile Asp Gly Gly Pro Trp Leu Lys Val Lys Asn Pro Asn Thr Gly
260 265 270
Lys Glu Ile Val Ile Lys Asp Val Ile Ala Asp Ala Phe Leu Gln Gln
275 280 285
Ile Leu Leu Arg Pro Ala Glu Tyr Asp Val Ile Ala Cys Met Asn Leu
290 295 300
Asn Gly Asp Tyr Ile Ser Asp Ala Leu Ala Ala Gln Val Gly Gly Ile
305 310 315 320
Gly Ile Ala Pro Gly Ala Asn Ile Gly Asp Glu Cys Ala Leu Phe Glu
325 330 335
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340 345 350
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355 360 365
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370 375 380
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385 390 395 400
Lys Leu Leu Lys Cys Ser Glu Phe Gly Glu Ala Ile Ile Glu Asn Met
405 410 415

Claims (10)

1.一种赖氨酸生产方法,其特征在于,包括以重组微生物进行发酵培养的步骤,所述重组微生物相比于出发菌株,具有降低的天冬氨酸-tRNA连接酶活性。
2.根据权利要求1所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低通过启动子调控区的改变、起始密码子的替换或氨基酸序列的突变实现;优选,所述天冬氨酸-tRNA连接酶活性的降低通过将天冬氨酸-tRNA连接酶的氨基酸序列第275位的丙氨酸突变为缬氨酸实现。
3.根据权利要求2所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述重组微生物表达突变的天冬氨酸-tRNA连接酶,其氨基酸序列如SEQ ID NO.21所示。
4.根据权利要求1-3任一项所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述重组微生物相比于出发菌株,还具有降低的异柠檬酸脱氢酶活性。
5.根据权利要求4所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述异柠檬酸脱氢酶活性的降低通过使异柠檬酸脱氢酶携带D398E和D410E突变实现。
6.根据权利要求5所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述重组微生物表达突变的异柠檬酸脱氢酶,其氨基酸序列如SEQ ID NO.23所示。
7.根据权利要求1-6任一项所述的赖氨酸生产方法,其特征在于,所述出发菌株为大肠杆菌。
8.一种天冬氨酸-tRNA连接酶突变体,其特征在于,以野生型天冬氨酸-tRNA连接酶的氨基酸序列为参考序列,所述天冬氨酸-tRNA连接酶突变体含有第275位丙氨酸被缬氨酸取代的突变;优选,天冬氨酸-tRNA连接酶突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO.21所示。
9.一种重组微生物,其特征在于,所述重组微生物表达权利要求8所述的天冬氨酸-tRNA连接酶突变体;
优选,所述重组微生物还表达异柠檬酸脱氢酶突变体,所述异柠檬酸脱氢酶突变体含有D398E和D410E突变;
和/或,所述重组微生物的出发菌株为大肠杆菌。
10.权利要求9所述的重组微生物的如下任一种应用:
(1)在发酵生产赖氨酸中的应用;
(2)在用于生产赖氨酸的微生物遗传育种中的应用;
(3)在提高发酵生产赖氨酸产量上的应用。
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