CN1280184A - 生产l－赖氨酸的棒状菌和制备l－赖氨酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及棒状菌的生产L－赖氨酸的菌株,其具有扩增的lysE基因(赖氨酸输送载体基因),在这些菌株中,选自包括dapA基因(二氢吡啶二羧酸合酶基因),lysC基因(天冬氨酸激酶基因),dapB基因(二氢吡啶二羧酸还原酶基因)和pyc基因的组的附加基因,特别是dapA基因和lysC基因(天冬氨酸激酶基因)得到扩增,尤其是超量表达。本发明也涉及制备L－赖氨酸的方法。

Description

生产L-赖氨酸的棒状菌和制备L-赖氨酸的方法
本发明涉及具有扩增的lysE基因(赖氨酸输出载体基因)的棒状菌的生产L-赖氨酸的菌株，在这些菌株中，选自包括dapA基因(二氢吡啶二羧酸合酶基因)，lysC基因(天冬氨酸激酶基因)，dapB基因(二氢吡啶二羧酸还原酶基因)和pyc基因的组的附加基因，特别是dapA基因和lysC基因(天冬氨酸激酶基因)得到扩增，尤其是得到超量表达，本发明也涉及制备L-赖氨酸的方法。
L-赖氨酸是商业上重要的L-氨基酸，尤其是用作动物营养中的饲料添加剂。近年来需求量一直稳步增加。
L-赖氨酸由棒状菌，尤其是谷氨酸棒杆菌的生产L-赖氨酸的菌株的发酵过程产生。由于这一产物非常重要，人们不断尝试改进其制备过程。对过程的改进可以涉及牵涉发酵技术的手段，搅拌和氧供给，或营养培养基的组成(如发酵期间的糖浓度)，或产物的检测(如经离子交换色谱)，或微生物自身的内在生产特征。
这些微生物的生产能力的特性通过利用诱变，选择以及突变体选择的方法来改善，以给出对抗代谢物(例如S-(2-氨乙基)半胱氨酸)具有抗性，氨基酸(例如L-亮氨酸)营养缺陷的，并产生L-赖氨酸的菌株。
一些年来重组DNA技术的方法也曾用于通过扩增个体生物合成基因改进谷氨酸棒杆菌的L-赖氨酸生产菌株，并且研究了对L-赖氨酸生产影响。
就此而言，EP-A-0 088 166报道了在赋予对氨乙基半胱氨酸的抗性的DNA片段扩增后生产能力增强。EP-B-0 387 527报道了编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因扩增后生产能力增强。EP-A-0197 335报道了编码二氢吡啶二羧酸合酶的dapA基因扩增后生产能力增强。EP-A-0 219 027报道了编码天冬氨酸半醛脱氢酶的基因扩增后生产能力增强。Pisabarro等(细菌学杂志175(9)，2743-2749(1993)描述了编码二氢吡啶二羧酸还原酶的dapB基因。
也已经研究了主要代谢基因的扩增对L-赖氨酸生产的影响。就此而言，EP-A-0 219 027报道了编码天冬氨酸氨基转移酶的aspC基因扩增后生产能力增强。EP-A-0 143 195和EP-A-0 358 940报道了编码烯醇丙酮酸磷酸羧化酶的ppc基因扩增后生产能力增强。DE-A-19831609报道了编码丙酮酸羧化酶的pyc基因扩增后生产能力增强。
最后，DE-A-195 48 222描述了由lysE基因编码的L-赖氨酸输送载体的活性增加促进赖氨酸生产。
除这些扩增个体基因的尝试之外，也尝试了在棒状菌中同时扩增两个或更多个基因，进而改进L-赖氨酸生产。就此而言，DE-A-38 23451报道了同时扩增大肠杆菌asd基因和dapA基因后，生产能力增加。DE-A39 43 117公开了用pJC50同时扩增编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因和dapA基因后，生产能力增加。EP-A-0 841 395特别报道了同时扩增编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因和dapB基因后，生产能力增加；进一步的改进可以由dapB，lysA，以及ddh基因的额外扩增完成。EP-A-0 854 189描述了同时扩增编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因和dapA，dapB，lysA和aspC基因后生产能力增强。EP-A-0 857 784特别报道了同时扩增编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因和lysA基因后生产能力增强；进一步的改进可以由ppc基因的额外扩增完成。
由许多现有技术的文献中所描述的方法可以清楚看出，需要开发新的方法并改进用棒状菌生产赖氨酸的现行的方法。
本发明的目的是通过新的措施提供改进的棒状菌的L-赖氨酸生产菌株。
L-赖氨酸是商业上重要的L-氨基酸，尤其是用作动物营养中的饲料添加剂。
当L-赖氨酸或赖氨酸在下文中提及时，应当理解为其不仅包括其本身，而且包括适当的盐，例如赖氨酸盐酸盐或赖氨酸硫酸盐。
本发明提供了棒状菌的L-赖氨酸生产菌株，它们具有扩增的lysE基因(赖氨酸输送载体基因)，其中它们还含有单独或一起扩增的、优选超量表达的选自包括dapA基因(二氢吡啶二羧酸合酶基因)，lysC基因(天冬氨酸激酶基因)，dapB基因(二氢吡啶二羧酸还原酶基因)和pyc基因(丙酮酸羧化酶基因)组的基因，尤其是dapA基因和lysC基因。
也已经发现位于dapB基因上游(5’末端)的新的DNA序列，其携带dapB启动子的-35区，对dapB基因的表达是有利的。其显示在SEQ ID No．1中。
因此，也要求了具有在SEQID No．1中显示的核苷酸序列的能够复制的DNA。
本发明也提供了保藏号分别为DSM12868与DSM12867的SEQID No．5和SEQ ID No．6中显示的dapA启动子的MC20和MA16突变。
本发明也涉及棒状菌的L-赖氨酸生产菌株，其具有扩增的lysE基因，在这些菌株中，dapA基因和dapB基因也同时扩增，尤其是得到超量表达。
本发明也涉及棒状菌的L-赖氨酸生产菌株，其具有扩增的lysE基因，在这些菌株中，dapA和lysC基因也同时扩增，尤其是得到超量表达。
在本说明书上下文中，术语“扩增”描述的是利用强启动子或利用编码具有高活性的适当酶的基因，或者可以也可以不组合这两种手段增加基因的拷贝数，来增加由适当DNA编码的一种或多种酶在微生物中的胞内活性。
本发明也提供了利用以上所描述的这些棒状菌发酵制备L-赖氨酸的方法。
本发明提供的微生物可以从葡萄糖，蔗糖，乳糖，果糖，麦芽糖，糖蜜，淀粉或纤维素或从甘油和乙醇，尤其是从葡萄糖或蔗糖制备L-赖氨酸。所说的微生物是棒状菌，尤其是棒杆菌属的。在棒杆菌属菌种中，可以特别提及的是谷氨酸棒杆菌，本领域技术人员知道其产生氨基酸的能力。这一物种包括野生型菌株，如谷氨酸棒杆菌ATCC13032，黄色短杆菌ATCC14067，Corynebacterium melassecolaATCC17965和来源于它们的菌株或突变体。棒状菌的生产L-赖氨酸的突变体的例子如：
谷氨酸棒杆菌FERM-P 1709
黄色短杆菌FERM-P 1708
乳发酵短杆菌FERM-P 1712
黄色短杆菌FERM-P 6463
黄色短杆菌FERM-P 6464
谷氨酸棒杆菌DSM  5714
谷氨酸棒杆菌DSM  12866
DE-A-195 48 222公开了lysE基因的超量表达对L-赖氨酸生产的有利作用。
dapB基因或pyc基因的额外扩增表达，或特别是编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC等位基因的额外扩增表达，或尤其是dapA基因的额外扩增表达，会改善L-赖氨酸的产量。
本发明人也已经发现，对给定的lysE基因的超量表达而言，dapA与dapB基因的同时额外扩增表达进一步地为L-赖氨酸产量带来益处。
因此，也要求了具有在SEQ ID No．1中显示的核苷酸序列的能够复制的DNA。
对给定的lysE基因的超量表达而言，dapA以及lysE基因的同时额外扩增表达对L-赖氨酸产生也是有利的。
扩增(超量表达)是通过增加适当的基因的拷贝数，或突变位于结构基因上游的启动子和调节区，或者核糖体结合位点。掺入结构基因上游的表达盒以相同的方式工作。在经发酵形成L-赖氨酸期间，诱导型启动子额外地使增加表达成为可能。延长mRNA寿命的手段也改善表达。此外，酶活性也通过阻止酶蛋白质的降解，将基因或基因构建体位于可变拷贝数质粒(穿梭载体)中或者在染色体中整合和扩增而得到提高。此外，通过改变培养基的组成和培养技术，获得目标基因的超量表达也是可能的。
本领域技术人员会从下列文献中找到有关说明：Martin等(生物／技术5，137-146(1987))，Guerrero等(基因138，35-41(1994))，Tsuchiya和Morinaga(生物／技术6，428-430(1988))，Eikmanns等(基因102，93-98(1991))，EP-0 472 869，US 4,601,893，Schwarzer和Puhler(生物／技术9,-84-87(1991))，Reinscheid等(应用和环境微生物学60，126-132(1994))，LaBarre等(细菌学杂志175，1001-1007(1993))，专利出版物WO 96／15246，Malumbres等(基因134，15-24(1993))，日本专利申请公开JP-A-10-229891，Jensen和Hammer(生物技术和生物工程58，191-195(1998))或者美国细菌学会“普通细菌学方法手册”(华盛顿DC，USA，1981)和公知的遗传学与分子生物学手册。
本发明所利用的谷氨酸棒杆菌的基因已被描述，并且可以用已知方法分离，制备或合成。
以下文献特别描述了定点诱变方法：Higuchi等(核酸研究16，7351-7367(1988))，Silver等的题为PCR策略的手册，Innis，Glefand和Sninsky编辑(学术出版社，伦敦，UK，1995)。
从谷氨酸棒杆菌分离目的基因的第一个步骤是在例如大肠杆菌中构建这一微生物的基因文库，或者也可以是在谷氨酸棒杆菌中构建该文库。基因文库的构建在一般性的公知的教科书和手册中有记载。可提及的例子是Winnacker的教科书，题为从基因到克隆，基因技术导论(Verlag Chemie，Weinheim，德国，1990)或Sambrook等的手册，题为分子克隆实验室手册(冷泉港实验室出版社，1 989)。Bathe等(分子和普通遗传学，252：255-265(1996))描述了利用粘粒载体SuperCosI(Wahl等美国国家科学院学报84，2160-2164(1987))在大肠杆菌K-12NM554(Raleigh等，核酸研究16：1563-1575(1988))中构建的谷氨酸棒杆菌ATCC13032的基因文库。Brmann等(分子微生物学6(3)，317-326)依次描述了采用粘粒pHC79(Hohn和Collins，基因11，291-298(1980))构建的谷氨酸棒杆菌ATCC13032的基因文库。谷氨酸棒杆菌在大肠杆菌中的基因文库也可以采用质粒如pBR322(Bolivar，生命科学25，807-818(1979))或pUC19(Norrander等，基因26：101-106(1983))构建。以相同的方式，也可使用穿梭载体，如pJC1(Cremer等，分子和普通遗传学220，478-480(1990))或pECS(Eikmanns等，基因102，93-98(1991))，这样的载体在大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌中复制。限制和／或重组缺陷菌株是特别合适的宿主，例子是大肠杆菌菌株DH5αmcr，该菌株由Grant等(美国国家科学院院报87，4645-4649(1990))描述过。其它例子是限制缺陷的谷氨酸棒杆菌菌株RM3和RM4，它们由Schfer等(应用和环境微生物学60(2)，756-759(1994))描述过。
然后，通过转化(Hanahan，分子生物学杂志166，557-580(1983))或电穿孔(Tauch等，FEMS微生物学通讯，123：343-347(1994))将基因文库转移到指示菌株中。指示菌株的特征是其具有目的基因突变，这导致可检测的表型，例如营养缺陷型。指示菌株或突变体可由公开的来源或菌株保藏中心(例如耶鲁大学遗传保藏中心(New Haven，Connect-icut，USA))获得，或如果必要特别制备。这样的指示菌株的例子可提及的是需要内消旋二氨基庚二酸的大肠杆菌菌株RDA8(Richaud等，C．R．Acad．Sci．Paris Ser．Ⅲ 293：507-512(1981))，其在dapA基因中携带突变(dapA::Mu)。
在携带目的基因的重组质粒转化指示菌株和目的基因表达后，就适当的特征而言，指示菌株成为原养型的。如果克隆的DNA片段赋予例如针对抗代谢物S-(2-氨乙基)半胱氨酸之类的抗性，携带重组质粒的指示菌株可以通过在适当地补充营养物的培养基上选择鉴别。
如果目的基因区的核苷酸序列是已知的或由数据库可获得的，则可以用已知方法分离染色体DNA，例如如Eikmanns等(微生物学140，1817-1828(1994))描述的方法。可以采用合适的引物通过聚合酶链反应(PCR)合成目的基因，并克隆进合适的质粒载体中，例如Invitrogen的pCRIITOPO(Groningen，荷兰)。PCR方法的梗概可以从Newton和Graham的题为PCR的书中找到(Spektrum Akademischer Verlag，Heidelberg，德国，1994)。
公众可利用的核苷酸序列数据库的例子是欧洲分子生物学实验室的数据库(EMBL，Heidelberg，德国)或生物技术信息国家中心的数据库(NCBI，Bethesda，MD，美国)。
从谷氨酸棒杆菌ATCC13032分离与克隆lysE基因及其核苷酸序列见DE-A-195 48 222的描述。
从谷氨酸棒杆菌各种菌株中分离，克隆以及测序dapA基因在下列文献中有描述：Cremer等(分子和普通遗传学220：478-480(1990))，Pisabarro等(细菌学杂志175：2743-2749(1993))和Bonnassie等(核酸研究18：6421(1990))。dapA基因的核苷酸序列可以以登记号X53993获得。
从乳发酵短杆菌中分离，克隆以及测序dapB基因由Pisabarro等(细菌学杂志175：2743-2749(1993))描述过。dapB基因的核苷酸序列可以以登记号X67737获得。
编码反馈抗性天冬氨酸激酶的lysC基因和lysC等位基因的分离，克隆以及测序由几个作者报道过。就此而言，Kalinowski等(分子和普通遗传学224：317-324(1990))报道了来源于谷氨酸棒杆菌菌株DM58-1的lysC等位基因。DE-A-3943117报道了谷氨酸棒杆菌菌株MH20 lysC等位基因的克隆。Follettie等(细菌学杂志175：4096-4103(1993))报道了黄色棒杆菌菌株N13的lysC等位基因，其可以在所说的出版物中找到。Kalinowski等(分子微生物学5，1197-1204(1991))报道了来自谷氨酸棒杆菌ATCC13032的lysC基因。lysC基因和各种lysC等位基因的核苷酸序列可以以登记号X57226和E06826获得。
然后，可以单独或适当组合将以这一方法获得的基因掺入进质粒载体中，例如pJC1(Cremer等，分子和普通遗传学220，478-480(1990))或pEC5(Eikmanns等，基因，102，93-98(1991))，通过转化例如如Thierbach等(应用微生物学和生物技术29，356-362(1988))中描述的，或通过电穿孔，例如如Dunican和Shivnan(生物／技术7，1067-1070(1989))将其转移到所需的棒状菌菌株中，例如菌株MH20-22B(Schrumpf等，应用微生物学和生物技术37：566-571(1992))，并表达。待选择的菌株可以用两种质粒载体同样好地转化，各质粒载体含有所说一个或多个目的基因，从而获得除了已知的lysE基因的扩增外的两种或多种基因的有利的同时扩增表达。
这些菌株的例子是：
菌株MH20-22B／pJC33／pEC7lysE，其中lysE和lysC基因同时扩增表达，或
菌株MH20-22B／pJC50Z／EC7lysE，其中lysE、lysC和dapA基因同时扩增表达，或
菌株MH20-22B／pJC23／pEC7lysE，其中lysE和dapA基因同时扩增表达，或
菌株MH20-22B／pJC23／pEC7dapBlysE，其中lysE，dapA和dapB基因同时扩增表达。
根据本发明制备的微生物可以培养来连续生产L-赖氨酸，或者通过分批发酵，流加分批方法或重复流加分批方法不连续生产L-赖氨酸。已知培养方法的概述在Chmiel的教科书(Bioprozesstechnik 1．Einführung in die Bioverfahrenstechnik(生物技术1．生物工程导论)(Gustav Fischer Verlag，Stuttgart，1991))或Storhas的教科书(Bioreaktoren und periphere Einrichtungen(生物反应器和配套设备)(Vieweg Verlag，Brunswick／Wiesbaden，1994))中有描述。
所利用的培养基必须适合特定微生物的需要。各种微生物的培养基的描述在美国细菌学学会(华盛顿D．C．，USA，1981)的“普通细菌学方法手册”中找到。可以利用碳源是糖和碳水化合物，例如葡萄糖，蔗糖，乳糖，果糖，麦芽糖，糖蜜，淀粉和纤维素，油和脂肪，例如大豆油，向日葵油，落花生油和椰子脂肪，脂肪酸，例如棕榈酸，硬脂酸和亚油酸，醇，例如甘油和乙醇，以及有机酸，例如乙酸。这些物质可以单独或混合使用。可以利用氮源是有机含氮化合物，如胨，酵母提取物，肉膏，麦芽抽提物，玉米浆，大豆粉和尿素，或无机化合物，如硫酸铵，氯化铵，磷酸铵，碳酸铵和硝酸铵。氮源可以单独或混合使用。可以利用的磷源是磷酸二氢钾或磷酸氢二钾或对应的钠盐。培养基也必须含有金属盐，例如硫酸镁或硫酸铁，这对生长必需的。最后，除以上提及的物质之外，可以使用必需的促生长物质如氨基酸和维生素。所说的添加物可以一次或分批添加到培养基中。
培养的pH通过适当使用碱性化合物，如氢氧化钠，氢氧化钾或氨，或酸性化合物，如磷酸或硫酸控制。可以用利用消泡剂，如脂肪酸聚乙二醇酯控制。质粒的稳定性可以通过向培养基中添加合适的选择性作用物保持，例如抗生素。需氧条件可以通过向培养基中引入氧或含氧的气体混合物保持，例如空气。培养温度通常是20℃-45℃，优选的是25℃-40℃。继续培养，直到L-赖氨酸的形成达到最大值。这一目标通常在10小时-160小时之内达到。
形成的L-赖氨酸的浓度可以借助氨基酸分析仪经离子交换层析和与茚三酮的柱后反应测定，如Spackmann等(分析化学30，1190(1958))描述的。
下列微生物按照布达佩斯条约的条款保藏在德意志微生物保藏中心(DSMZ，Brunswick，德国)：
·大肠杆菌K-12菌株DH5α／pEC7lysE，保藏号DSM12871
·大肠杆菌K-12菌株DH5α／pEC7dapBlysE，保藏号DSM12875
·谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715／pJC23，保藏号DSM12869
·谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MA16)，保藏号DSM12867
·谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MC20)，保藏号DSM12868
实施例
本发明借助下列实施例详细说明。实施例1制备编码lysE的DNA
染色体DNA用常规方法从菌株ATCC1 3032分离(Eikmanns等，微生物学140：1817-1828(1994))。聚合酶链反应(PCR)用来扩增携带lysE基因的DNA片段。基于谷氨酸棒杆菌已知的lysE基因序列(Vrljic等，分子微生物学22(5)，815-826(1996))(登记号X96471)，选择下列引物寡核苷酸进行PCR：LysBaml：5′ CTC GAG AGC (GGA TCC) GCG CTG ACT CAC C 3′LysBarn2：5′ GGA GAG TAC GGC (GGA TCC) ACC GTG ACC 3′
所显示的引物是通过MWG Biotech(Ebersberg，德国)合成的，用Irmis等的标准PCR方法(PCR方案，方法和应用指导，1990，学术出版社)进行PCR。这些引物扩增出携带lysE基因的1．1 kb DNA片段。所说引物也含有限制性内切核酸酶BamHI的切割位点序列，在以上核苷酸序列中由括弧显示。
借助在0．8％琼脂糖凝胶上的电泳鉴别携带lysE基因的扩增的约1．1kb DNA片段，用来源于Quiagen(Hilden，德国)的QIAquick凝胶抽提试剂盒(产品号28704)从凝胶上分离并纯化。然后借助来源于Boehringer曼海姆(曼海姆，德国)的T4 DNA连接酶将该片段连接至载体pUC18(Norrander等，基因(26)101-106(1983))上。这一过程通过以限制性内切核酸酶SmaI充分切割载体pUC18，并且用碱性磷酸酶(宝灵格曼海姆，曼海姆，德国)处理来完成。将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α(Hanahan，DNA克隆，一种操作方法，Vol．I．IRL-出版社，牛津，华盛顿DC，USA)。通过在LB琼脂(Sambrook等，分子克隆：实验室手册，第二版，冷泉港实验室出版社，冷泉港，N．Y．)上涂布转化混合物选择携带质粒的细胞，所说的琼脂上补充有氨苄青霉素50 mg／l。从转化子分离质粒DNA，并且通过用限制酶BamHI处理，其后用琼脂糖凝胶电泳检查。该质粒称为pUC18lysE。实施例2 dapB的制备
如实施例1所述，从谷氨酸棒杆菌菌株ATCC 13032分离染色体DNA。这样的来源于谷氨酸棒杆菌的dapB基因的序列是已知的(登记号X67737)。然而，所出版的DNA序列仅包括翻译起始位点上游的56 bp，因此翻译起始位点的5’末端上游被附加测序。
测序利用在已知dapB序列(登记号X67737)的区中结合的引物寡核苷酸以质粒pJC25(EP-B 0435 132)进行。所利用的测序引物的序列是： 5′ GAA CGC CAA CCT TGA TTC C 3′
测序用由Sanger等，美国国家科学院院报，(74)5463-5467(1977)描述的链终止方法进行。测序反应是借助AutoRead测序试剂盒(Pharmacia，Freiburg)完成的。对测序产品的电泳分析和检测用Pharmacia(Freiburg，德国)的A．L．F．DNA测序仪完成。
所获得的DNA序列用来选择第二引物，以获得转录起始位点上游的进一步的序列数据。下列引物选择来用于该目的：5′ CTT TGC CGC CGT TGG GTT C 3′
如上所述进行测序反应，dapB基因上游的新序列显示在SEQ IDNo．1中。包括dapB基因核苷酸序列的序列显示在SEQ ID No．2中。
聚合酶链反应用来扩增dapB基因。对于这一目的而言，由MWGBiotech合成在dapB基因的已知DNA序列基础上选择的两引物寡核苷酸：P-dap： 5′(AAG CTT) AGG TTG TAG GCG TTG AGC 3′dapall： 5′ TTA ACT TGT TCG GCC ACA GC 3′
5′引物(引物P-dap)含有HindⅢ切割位点，在以上序列中由括弧表示。如实施例1进行PCR。以这种方法扩增约1．1 kb DNA片段，其携带dapB基因并含有在一个末端的限制性内切核酸酶HindⅢ切割位点。从0．8％琼脂糖凝胶(QlAquick凝胶抽提试剂盒，来源于Qiagen，Hilden，德国)纯化所获得的PCR片段，用TOPO TA克隆试剂盒(Invitrogen，Leek，荷兰，产品号K4550-01)克隆进克隆载体pCR2．1TOPO。将连接混合物转化进Invitrogen的大肠杆菌菌株TOP10F′，将转化混合物涂布在含有卡那霉素(50 mg／l)，IPTG(0．16 mM)和X-Gal(64 mg／l)的LB培养基上，分离卡那霉素抗性菌落。借助Qiagen的QlAprep旋转小量制备试剂盒从转化子分离质粒DNA，用限制酶HindⅢ切割和接下来的琼脂糖凝胶电泳检查。扩增的DNA片段的DNA序列通过测序检查。PCR产物的序列与在SEQ ID No．1中显示的序列匹配。所获得的质粒称为pCR2．1TOPOdapB。实施例3将lysE克隆进载体pEC7
如下所述将来自质粒pUC18lysE(实施例1)的携带lysE的片段插入到载体pEC7中。载体pEC7基于大肠杆菌-谷氨酸棒杆菌穿梭载体pEC5(Eikmanns等，102：93-98(1991))。以下列方式从质粒pEC5上除去不位于多接头上的BamHⅠ切割位点：以限制酶BamHⅠ部分切割质粒pEC5，从琼脂糖凝胶分离约7．2kbDNA片段，突出端以Klenow聚合酶(宝灵格曼海姆)填平。将所形成的DNA片段连接(T4连接酶，宝灵格曼海姆)。将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α，在含有氯霉素(50mg／l)的LB琼脂上分离氯霉素抗性菌落。从转化子分离(Qiagen的QlAprep旋转小量制备试剂盒)质粒DNA，并且用限制酶BamHⅠ与PstⅠ限制切割检查。所形成的质粒称为pEC6。
质粒pEC6以限制酶XhoⅠ充分切割。将携带trp终止子的DNA片段连接到载体DNA片段上(T4连接酶，宝灵格曼海姆)。将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α，在含有卡那霉素(50mg／l)的LB琼脂上分离卡那霉素抗性菌落。从转化子分离(Qiagen的QlAprep旋转小量制备试剂盒)质粒DNA，并且用限制酶BamHⅠ与XhoⅠ限制切割检查。所形成的质粒称为pEC7。
将实施例1中所描述的质粒pUC18lysE以限制酶BamHⅠ充分消化，携带lysE基因的1．1 kb BamHI片段用如实施例1的方法分离。载体pEC7以限制酶BamHⅠ同样充分地切割，并用碱性磷酸酶处理。将BamHⅠ载体片段和BamHⅠ lysE片段连接(迅速DNA连接试剂盒，宝灵格曼海姆)，并且转化进大肠杆菌菌株DH5α。在含有氯霉素(10mg／l)的LB琼脂上选择携带质粒的转化子。分离质粒DNA(Qiagen的QlAprep旋转小量制备试剂盒)，并且用酶BamHⅠ限制切割检查。所形成的质粒称为pEC7lysE(图1)。通过将质粒pEC7lysE转化进大肠杆菌菌株DH5α获得的菌株称为DH5α／pEC7lysE。实施例4将dapB克隆进载体pEC7
从质粒pCR2．1TOPOdapB(来源于实施例2)分离携带dapB基因的约1．1kb DNA片段。为这一目的，质粒pCR2．1TOPOdapB以限制酶HindⅢ消化，分离携带dapB基因的约1．1kb DNA片段。
将携带dapB的DNA片段连接到载体pEC7(实施例3)(T4 DNA连接酶，宝灵格曼海姆)上，该载体已经以限制酶HindⅢ充分消化，并且用碱性磷酸酶(宝灵格曼海姆)处理。将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α，在含有卡那霉素(50mg／l)的LB琼脂上分离卡那霉素抗性菌落。从转化子分离(Qiagen的QlAprep旋转小量制备试剂盒)质粒DNA，并且用限制酶HindⅢ限制切割检查。所形成的质粒称为pEC7dapB(图2)。所获得的大肠杆菌菌株称为DH5α／pEC7dapB。实施例5制备同时含有dapB和lysE的质粒
从含有谷氨酸棒杆菌ATCC13032的dapB基因的质粒pCR2．1TOPOdapB分离作为HindⅢ片段的dapB基因。为此，质粒以限制酶HindⅢ充分消化，从0．8％琼脂糖凝胶(Qiagen的QlAquick凝胶抽提试剂盒)分离携带dapB的DNA片段。载体pEC7(实施例3)也以限制酶HindⅢ充分消化，并且利用碱性磷酸酶处理。将含有dapB的1．1kb片段连接到所形成的线型载体片段上(T4连接酶，宝灵格曼海姆)，并将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α。在含有氯霉素(10mg／l)的LB琼脂上选择携带质粒的转化子。分离质粒DNA(QlAprep旋转小量制备试剂盒，Qiagen，Hilden，德国)，并且以限制酶HindⅢ限制切割检查。
所形成的质粒称为pEC7lysEdapB。这一质粒能够在大肠杆菌和在棒杆菌中自我复制，并且赋予其宿主对抗生素氯霉素的抗性。
如图3所示，质粒pEC7lysEdapB同时含有dapB基因(其编码二氢吡啶二羧酸还原酶)以及lysE基因(其编码赖氨酸输送蛋白)。用pEC7lysEdapB转化大肠杆菌DH5α获得的菌株被称为DH5α／pEC7lysEdapB。实施例6转化用质粒pJC1、pJC33和pJC50转化菌株MH20-22B
质粒pJC1能够在大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌中复制(Cremer等，分子和普通遗传学220：478-480(1990))。携带谷氨酸棒杆菌菌株MH20-22B的lysC(Fbr)基因的质粒pJC33(Cremer等，应用和环境微生物学57(6)，1746-1752(1991))来源于该质粒。
质粒pJC50也基于载体pJC1，并且携带谷氨酸棒杆菌MH20-22B的lysC(FBR)基因和谷氨酸棒杆菌ATCC13032的dapA基因(DE-A-39 43 117)。
通过电穿孔法(Haynes和Britz，FEMS微生物学通讯(61)329-334(1989))将质粒pJC1，pJC33和pJC50引入菌株MH20-22B。谷氨酸棒杆菌菌株MH20-22B是AEC-抗性赖氨酸生产菌，以保藏号DSM5715保藏。
在含有卡拉霉素15mg／l的选择琼脂(LBHIS琼脂(18．5g／l脑-心浸渍液，0．5M山梨醇，5g／l细菌培养用胰蛋白胨，2．5g／l细菌培养用酵母提取物的，5g／l NaCl，18g／l细菌培养用琼脂))上，分离借助电穿孔法所获得的转化子。用常规方法(Peters-Wendisch等，微生物学144，915-927(1998))分离质粒DNA，以合适的限制性内切酶切割，并且检查。所获得的菌株称为MH20-22B／pJC1，MH20-22B／pJC33和MH20-22B／pJC50。实施例7用质粒pEC7lysE和pEC7dapBlysE转化
其后将第二质粒提供给实施例6中制备的菌株。
将质粒pEC7lysE和pEC7dapBlysE用电穿孔法方法引入菌株MH20-22B／pJC1，MH20-22B／pJC33和MH20-22B／pJC50中。
转化的细菌基于它们所含有的质粒的抗生素抗性选择。在选择琼脂(LBHIS琼脂，含有卡那霉素15mg／l以及氯霉素7．5mg／l)上分离借助电穿孔法所获得的转化子。分离质粒DNA，以合适的限制性内切酶切割，并且检查。
实施例8制备L-赖氨酸
将实施例7获得的各种谷氨酸棒杆菌菌株在适于赖氨酸生产的营养培养基上培养，并测定上清液的赖氨酸含量。
其是由以下步骤完成的，首先于33℃在具有合适的抗生素的琼脂平板(脑-心琼脂，含有卡那霉素(25mg／l)，氯霉素(10mg／l))上培养各种菌株24小时。将这些琼脂平板培养物用于接种预培养物(100ml锥形瓶中10ml培养基)。完全培养基CgⅢ用作预培养培养基。加入卡那霉素(25mg／l)和氯霉素(10mg／l)。预培养在摇床上于240rpm下33℃进行24小时。这一预培养物用来接种主培养物，以给出初始OD(660nm)0．2。培养基MM用于主培养。
培养基MM：CSL            5gMOPS           20g／l葡萄糖          50g／l(分别加压灭菌)盐：硫酸铵          25g／l磷酸二氢钾      0．1g／l七水硫酸镁      1．0g／l二水氯化钙      10mg／l七水硫酸亚铁    10mg／l一水硫酸锰         5．0mg／l生物素             0．3mg／l(过滤灭菌)硫胺素*HCl         0．2mg／l(过滤灭菌)碳酸钙             25g／l缩写：CSL：玉米浆MOPS：吗啉丙烷磺酸
CSL，MOPS和盐溶液以氨水调整至pH7，并加压灭菌。然后加入无菌底物、维生素溶液和干灭菌的碳酸钙。
培养在具有挡板的100ml锥形瓶中的10ml体积中进行。加入卡那霉素(25mg／l)和氯霉素(10mg／l)。在33℃和80％大气湿度下进行培养。
在48小时之后，用Biomek 1000(Beckmann Instruments GmbH，慕尼黑)在660nm的波长下测量OD。所形成的赖氨酸的量借助Eppendorf BioTronik(汉堡，德国)的氨基酸分析仪经离子交换层析和与茚三酮的柱后衍生化检测反应测定。葡萄糖含量用Skalar AnalytikGmbH(Erkelenz，德国)的糖分析仪测定。
实验结果如表1所示。表    1
菌    株     基因 OD(660) 赖氨酸-HClg／l
DSM5715／pJC1／pEC7lysE lysE 9．1 11．1
DSM5715／pJC33／pEC7lysE lysE，lysC 8．7 12．2
DSM5715／pJC50／pEC7lysE lysE，lysC，dapA 9．1 12．7
DSM5715／pJC23／pEC7lysE lysE，dapA 10．2 13．3
DSM5715／pJC23／pEC7dapBlysE lysE，dapA，dapB， 10．9 15．4
实施例9将aecD基因克隆进载体pUC18
用限制酶BgⅢ和EcoRV充分消化质粒pSIR21(Rossol，博士论文，Bielefeld大学，1992)，然后分离携带谷氨酸棒杆菌ATCC13032的aecD基因(登录号M89931)(Rossol和Puhler，细菌学杂志，174(9)，2968-2977(1992))的1．4kb DNA片段。根据Sambrook等所述(分子克隆实验手册(1989)，冷泉港实验室出版社)用T4 DNA连接酶将分离出的DNA片段与已预先用BamHⅠ和SmaⅠ限制性内切酶充分消化的质粒pUC18连接。将连接混合物转化进大肠杆菌菌株DH5α。在含有氨苄青霉素(100mg／l)的脑-心琼脂平板上选择转化子，分离质粒DNA。所得质粒被称为pUC18::aecD。实施例10将dapA基因克隆进质粒pSP72
从质粒pJC20(Cremer，J．博士论文，1989，Dusseldorf大学)分离作为SphⅠ-BamHⅠ片段的dapA基因片段。载体pSP72(Promega公司，USA)用酶SphⅠ和BamHⅠ充分切割并用碱性磷酸酶处理。将载体和携带dapA的片段用T4 DNA连接酶连接，并将该DNA转化大肠杆菌菌株SL1 Blue(Bullock，Fernandez和Short，生物技术(5)376-379(1987))。在含100mg／l氨苄青霉素的LB培养基上选择转化子。从转化子分离质粒DNA，该质粒被称为pSP72::dapA。实施例11 dapA启动子的诱变及质粒pSP72::dapA(MC20)和pSP72::dapA(MA16)的制备
用Stratagene公司的Quickchange定点诱变试剂盒进行启动子区的诱变。根据已有的dapA序列设计如下引物用于诱变：
对于制备pSP72::dapA(MC20)：
针对MC20的引物dap1
CCA AAT GAG AGA TGG TAA CCT TGA ACT CTA TGA GCA
针对MC20的引物dap2
GTG CTC ATA GAG TTC AAG GTT ACC ATC TTC CCT CATTTG G
对于制备pSP72::dapA(MA16)：
针对MA16的引物dap3
CCA AAT GAG GGA AGA AGG TAT AAT TGA ACT CTA TGAGCA
针对MA16的引物dap4
GTG CTC ATA GAG TTC AAT TAT ACC TTC TTC CCT CATTTG G
根据厂商(Stratagene)指导用Quickehange定点诱变试剂盒以质粒pSP72::dapA(实施例10)为模板进行PCR反应。
将诱变反应物转化大肠杆菌菌株XL1-Blue。在具有100mg／l羧苄青霉素的LB培养基上选择转化子。从转化子中分离质粒DNA，用BstEⅡ切割证实BstEⅡ切割位点的删除，不再具有BstEⅡ切割位点的质粒具有所希望的突变。
将所得质粒转化dapA缺陷型大肠杆菌突变体RDA8。转化反应物涂布在具有100mg／l羧苄青霉素的LB上，以测试dapA突变的互补作用。从转化子中分离DNA，所得质粒称为pSP72::dapA(MC20)和pSP72::dapA(MA16)。用反向和通用测序引物经Sanger等，美国科学院院刊(74)5463-5467(1977)所述的链终止反应法测序质粒。测序反应用AutoRead测序试剂盒(Pharmacia，Freiburg)进行。对测序产物的电泳分析和检测用Pharmacia(Freiburg，德国)的A．L．F．DNA测序仪完成。
实施例12质粒pK19mobsacBaecD::dapA(MC20)和pK19mobsacBaecD::dapA(MA16)的制备(诱变片段的克隆)
用限制性内切酶PvuⅡ和SmaⅠ充分消化质粒pSP72::dapA(MC20)和pSP72::dapA(MA16)(实施例11)。1450bp的PvuⅡ-SmaⅠ片段携带具有突变的启动子MC20或MA16的dapA基因，将该片段与StuⅠ酶切的载体pUC18::aecD(实施例9)经T4 DNA连接酶连接。连接混合物转化大肠杆菌菌株DH5α。在具有100mg／l氨苄青霉素的LB培养基上选择转化子。从转化子中分离质粒DNA。以此方式获得质粒pUC18aecD::dapA(MC20)和pUC18aecD::dapA(MA16)。
质粒pUC18aecD::dapA(MC20)和pUC18aecD::dapA(MA16)用限制性内切酶EcoRⅠ部分酶切并用SalⅠ酶充分酶切，以获得3．0kb的携带aecD::dapA(MA16)或aecD::dapA(MC20)的片段。用T4 DNA连接酶将该片段与经酶切并经碱性磷酸酶处理的载体pK19mobsacB(Schafer等，基因(145)69-73(1994))连接。连接混合物转化大肠杆菌菌株DH5(Hanahan(1985)，DNA克隆实用方案，第1卷，IRL出版社，Oxford，美国华盛顿特区)。在具有50mg／l卡那霉素的LB培养基上选择转化子。由此获得质粒pK19mobsacBaecD::dapA(MC20)和pK19mobsacBaecD::dapA(MA16)。
用质粒DNA转化大肠杆菌菌株S17-1(Simon，Priefer和Puhler，生物／技术，(1)784-791(1983))。在具有50mg／l卡那霉素的LB培养基上选择转化子。从转化子中分离质粒DNA并检查。获得的菌株称为S17-1／pK19mobsacBaecD:dapA(MC20)和S17-1／pK19mobsacBaecD::dapA(MA16)。实施例13制备氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MC20)和DSM571 5aecD::dapA(MA16)
用接合方法(Schafer等，细菌学杂志(172)1663-1666(1990))将S17-1／pK1 9mobsacBaecD::dapA(MC20)和S17-1／pK19mobsacBaecD::dapA(MA16)(实施例12)中的质粒pK19mobsacBaecD::dapA(MC20)和pK19mobsacBaecD::dapA(MA16)转移进谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715中。将接合混合物涂布在具有萘啶酮酸和卡那霉素的脑一心培养基上以选择接合转移子。将所得接合转移子在10ml脑一心培养基中过夜培养，将培养基等份涂布在含有蔗糖的培养基平板上(含10％蔗糖的脑一心琼脂)，以根据对蔗糖的敏感性筛选。分离蔗糖抗性菌落并在含氯霉素和卡那霉素的琼脂平板(含15mg／l卡那霉素的脑一心培养基和含10mg／l氯霉素的脑一心培养基)再检查。
分离具有下述表型的菌落：
蔗糖抗性
卡那霉素敏感性
氯霉素敏感性
经Southern印迹(Sambrook等，分子克隆实验手册(1989)，冷泉港实验室出版社)证实dapA片段插入aecD基因中。
实施例14
制备谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MC20)／pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7和DSM5715/pEC7
将实施例3的lysE基因插入载体pEC7中，经电穿孔(Haynes，1989，FEMS微生物通信61：329-334)将质粒pEC7lysE或质粒pEC7导入菌株DSM5715aecD::dapA(MC20)， DSM5715aecD::dapA(MA16)和DSM5715(实施例13)中，获得谷氨酸棒杆菌DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7和DSM5715/pEC7 。在具有25mg／l卡那霉素的脑一心琼脂上选择转化子。从转化子分离质粒DNA并证实。
以此方式获得如下菌株：
DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7lysE，
DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7lysE，
DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7，
DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7和
DSM5715/pEC7。实施例15用实施例14中制得的菌株制备赖氨酸
如实施例8所述，将菌株 DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7lysE，DSM5715aecD::dapA(MC20)/pEC7，DSM5715aecD::dapA(MA16)/pEC7和DSM5715/pEC7在培养基CgⅢ(Kase & Nakayama，农业和生物化学36(9)1611-1621(1972)中预培养，然后在生产培养基MM中培养。48小时后测660nm光密度和所形成的L-赖氨酸浓度。
表2示出结果。
表2
菌株 OD 赖氨酸-HCl(g／l)
DSM5715aecD::dapA(MC20)／pEC7lysE  13．3  13．8
 DSM5715aecD::dapA(MA16)／pEC7lysE  12．4  14．3
 DSM5715／pEC7  13．3  11．5
 DSM5715aecD::dapA(MA16)／pEC7  13．3  12．9
 DSM5715aecD::dapA(MC20)／pEC7  14．0  12．8
序列表<110>德古萨-于尔斯股份公司
于利希研究中心有限公司<120>生产L-赖氨酸的棒杆菌及制备L-赖氨酸的方法<130> 990058 BT<140><141><160><170> PatentIn Ver,2.1<210> 1<211> 795<212> DNA<213>谷氨酸棒杆菌<220><221>-35信号<222>(774)．．(779)<220><223> DNA upstream from dapB<400> 1ctgcagcaat gagaccgagt aatttcgggg ttgaccagat acaccaatga gaacttggga 60acgggcttca aaaatactgg tgaagttgat gtcttcaaca atgcctgcac caggatatga 120tccggtatcg atacctggaa cgacaacctg atcaggatat ccagtgcctt gaatattgac 180gttgaggaag gaatcaccag ccatctcaac tggaagacct gacgcctgct gaattggatc 240agtggcccaa tcgacccacc aaccaggttg gccattaccg gcgatatcaa aaacaactcg 300tgtgaacgtt tcgtgctcgg caacgcggat gccagcgatc gacatatcgg agtcaccaac 360ttgagcctgc tgcttctgat ccatcgacgg ggaacccaac ggcggcaaag cagtggggga 420aggggggagt ttggtgcact ctgaaccgag tggtctctga agtggtaggc gacggggcag 480ctatctgaag gcgtgcgagt tgtggtgacc gggttagcgg tttcagtttc tgtcacaact 540ggagcaggac tagcagaggt tgtaggcgtt gagccgcttc catcacaagc acttaaaagt 600aaagaggcgg aaaccacaag cgccaaggaa ctactgcgga acgggcggtg aagggcaact 660taagtctcat atttcaaaca tagttccacc tgtgtgatta atccctagaa cggaacaaac 720tgatgaacaa tcgttaacaa cacagaccaa aacggtcagt taggtatgga tatcagcacc 780ttctgaacgg gtacg                                                  795<210> 2<211> 1815<212> DNA<213>谷氨酸棒杆菌<220><221>-35信号<222>(774)．．(779)<220><221>-10-信号<222>(798)．．(803)<220>>221>CDS<222>(851)．．(1594)<400> 2ctgcagcaat gagaccgagt aatttcgggg ttgaccagat acaccaatga gaacttggga 60acgggcttca aaaatactgg tgaagttgat gtcttcaaca atgcctgcac caggatatga 120tccggtatcg atacctggaa cgacaacctg atcaggatat ccagtgcctt gaatattgac 180gttgaggaag gaatcaccag ccatctcaac tggaagacct gacgcctgct gaattggatc 240agtggcccaa tcgacccacc aaccaggttg gccattaccg gcgatatcaa aaacaactcg 300tgtgaacgtt tcgtgctcgg caacgcggat gccagcgatc gacatatcgg agtcaccaac 360ttgagcctgc tgcttctgat ccatcgacgg ggaacccaac ggcggcaaag cagtggggga 420aggggggagt ttggtgcact ctgaaccgag tggtctctga agtggtaggc gacggggcag 480ctatctgaag gcgtgcgagt tgtggtgacc gggttagcgg tttcagtttc tgtcacaact 540ggagcaggac tagcagaggt tgtaggcgtt gagccgcttc catcacaagc acttaaaagt 600aaagaggcgg aaaccacaag cgccaaggaa ctactgcgga acgggcggtg aagggcaact 660taagtctcat atttcaaaca tagttccacc tgtgtgatta atccctagaa cggaacaaac 720tgatgaacaa tcgttaacaa cacagaccaa aacggtcagt taggtatgga tatcagcacc 780ttctgaacgg gtacgtctag actggtgggc gtttgaaaaa ctcttcgccc cacgaaaatg 840aaggagcata atg gga arc aag gtt ggc gtt ctc gga gcc aaa ggc cgt     889
                 Met Gly Ile Lys Val Gly Val Leu Gly Ala Lys Gly Arg
                     1                   5                       10gtt ggt caa act att gtg gca gca gtc aat gag tcc gac gat ctg gag   937Val Gly Gln Thr Ile Val Ala Ala Val Asn Glu Ser Asp Asp Leu Glu
15               20                      25ctt gtt gca gag atc ggc gtc gac gat gat ttg agc ctt ctg gta gac   985Leu Val Ala Glu Ile Gly Val Asp Asp Asp Leu Ser Leu Leu Val Asp30                   35                      40                   45aac ggc gct gaa gtt gtc gtt gac ttc acc act cct aac gct gtg atg   1033Asn Gly Ala Glu Val Val Val Asp Phe Thr Thr Pro Asn Ala Val Met
             50                  55                  60ggc aac ctg gag ttc tgc atc aac aac ggc att tct gcg gtt gtt gga   1081Gly Asn Leu Glu Phe Cys Ile Asn Asn Gly Ile Ser Ala Val Val Gly
         65                 70                      75acc acg ggc ttc gat gat gct cgt ttg gag cag gtt cgc gac tgg ctt   1129Thr Thr Gly Phe Asp Asp Ala Arg Leu Glu Gln Val Arg Asp Trp Leu
    80                   85                  90gaa gga aaa gac aat gtc ggt gtt ctg atc gca cct aac ttt gct atc   1177Glu Gly Lys Asp Asn Val Gly Val Leu Ile Ala Pro Asn Phe Ala Ile
 95                 100                 105tct gcg gtg ttg acc atg gtc ttt tcc aag cag gct gcc cgc ttc ttc   1225Ser Ala Val Leu Thr Met Val Phe Ser Lys Gln Ala Ala Arg Phe Phe110                 115                 120            125gaa tca gct gaa gtt att gag ctg cac cac ccc aac aag ctg gat gca   1273Glu Ser Ala Glu Val Ile Glu Leu His His Pro Asn Lys Leu Asp Ala
              130               135               140cct tca ggc acc gcg atc cac act gct cag ggc att gct gcg gca cgc   1321Pro Ser Gly Thr Ala Ile His Thr Ala Gln Gly Ile Ala Ala Ala Arg
         145                  150               155aaa gaa gca ggc atg gac gca cag cca gat gcg acc gag cag gca ctt   1369Lys Glu Ala Gly Met Asp Ala Gln Pro Asp Ala Thr Glu Gln Ala Leu
     160                  165               170gag ggt tcc cgt ggc gca agc gta gat gga atc ccg gtt cat gca gtc   1417Glu Gly Ser Arg Gly Ala Ser Val Asp Gly Ile Pro Val His Ala Val175                   180                  185cgc atg tcc ggc atg gtt gct cac gag caa gtt atc ttt ggc acc cag   1465Arg Met Ser Gly Met Val Ala His Glu Gln Val Ile Phe Gly Thr Gln190                195                     200             205ggt cag acc ttg acc atc aag cag gac tcc tat gat cgc aac tca ttt    1513Gly Gln Thr Leu Thr Ile Lys Gln Asp Ser Tyr Asp Arg Asn Set Phe
           210                     215              220gca cca ggt gtc ttg gtg ggt gtg cgc aac att gca cag cac cca ggc    1561Ala Pro Gly Val Leu Val Gly Val Arg Asn Ile Ala Gln His Pro Gly
     225                       230               235cta gtc gta gga ctt gag cat tac cta ggc ctg taaaggctca tttcagcagc 1614Leu Val Val Gly Leu Glu His Tyr Leu Gly Leu
   240               245gggtggaatt ttttaaaagg agcgtttaaa ggctgtggcc gaacaagtta aattgagcgt 1674ggagttgata gcgtgcagtt cttttactcc acccgctgat gttgagtggt caactgatgt 1734tgagggcgcg gaagcactcg tcgagtttgc gggtcgtgcc tgctacgaaa cttttgataa 1794gccgaaccct cgaactgctt c                                           1815<210> 3<211> 248<212> PRT<213>谷氨酸棒杆菌<400> 3Met Gly Ile Lys Val Gly Val Leu Gly Ala Lys Gly Arg Val Gly Gln1               5                  10                  15Thr Ile Val Ala Ala Val Asn Glu Ser Asp Asp Leu Glu Leu Val Ala
         20                  25                  30Glu Ile Gly Val Asp Asp Asp Leu Ser Leu Leu Val Asp Asn Gly Ala
     35                 40                  45Glu Val Val Val Asp Phe Thr Thr Pro Asn Ala Val Met Gly Asn Leu
 50                  55                  60Glu Phe Cys Ile Asn Asn Gly Ile Ser Ala Val Val Gly Thr Thr Gly65                   70               75                    80Phe Asp Asp Ala Arg Leu Glu Gln Val Arg Asp Trp Leu Glu Gly Lys
            85                   90                  95Asp Asn Val Gly Val Leu Ile Ala Pro Asn Phe Ala Ile Ser Ala Val
        100                  105                 110Leu Thr Met Val Phe Ser Lys Gln Ala Ala Arg Phe Phe Glu Ser Ala
    115                 120                 125Glu Val Ile Glu Leu His His Pro Asn Lys Leu Asp Ala Pro Ser Gly
130                 135                 140Thr Ala Ile His Thr Ala Gln Gly Ile Ala Ala Ala Arg Lys Glu Ala145                 150                  155                 160Gly Met Asp Ala Gln Pro Asp Ala Thr Glu Gln Ala Leu Glu Gly Ser
            165                 170                 175Arg Gly Ala Ser Val Asp Gly Ile Pro Val His Ala Val Arg Met Ser
        180                 185                 190Gly Met Val Ala His Glu Gln Val Ile Phe Gly Thr Gln Gly Gln Thr
    195                 200                  205Leu Thr Ile Lys Gln Asp Ser Tyr Asp Arg Asn Ser Phe Ala Pro Gly
210                 215                 220Val Leu Val Gly Val Arg Asn Ile Ala Gln His Pro Gly Leu Val Val225                 230                 235                 240Gly Leu Glu His Tyr Leu Gly Leu
            245<210> 4<211> 79<212> DNA<213>谷氨酸棒杆菌<220><223>dapA野生型启动子<400> 4gttaggtttt ttgcggggtt gtttaacccc caaatgaggg aagaaggtaa ccttgaactc 60tatgagcaca ggtttaaca                                              79<210> 5<211> 79<212> DNA<213>合成序列<220><223>合成序列的描述：
具有MC20突变的谷氨酸棒杆菌的dapA启动子<220><221>突变<222>(45)<400>5gttaggtttt ttgcggggtt gtttaacccc caaatgaggg aagatggtaa ccttgaactc 60tatgagcaca ggtttaaca                                              79<210>6<211>80<212>DNA<213>合成序列<220><223>合成序列的描述：
具有MA16突变的谷氨酸棒杆菌dapA启动子<220><221>突变<222>(35)．．(53)<400>6gttaggtttt ttgcggggtt gtttaacccc caaaatgagg gaagaaggta taattgaact 60ctatgagcac aggtttaaca                                             80附图
有下列附图：·图1：pEC7lysE·图2：pEC7dapB·图3：pEC7dapBlysE
用于附图的缩写定义如下：
Cm：氯霉素抗性基因
dapB：谷氨酸棒杆菌的dapB基因
lysE：谷氨酸棒杆菌的lysE基因
pyc：谷氨酸棒杆菌的pyc基因
OriE：质粒编码的大肠杆菌的复制起点
pBL：质粒pBL1的DNA片段
EcoRⅠ：限制酶EcoRⅠ切割位点
EcoRⅤ：限制酶EcoRⅤ切割位点
HincⅡ：限制酶HincⅡ切割位点
HindⅢ：限制酶HindⅢ切割位点
KpnⅠ：限制酶KpnⅠ切割位点
SalⅠ：限制酶SalⅠ切割位点
SmaⅠ：限制酶SmaⅠ切割位点
SphⅠ：限制酶SphⅠ切割位点
PvuⅡ：限制酶PvuⅡ切割位点
BamHⅠ：限制酶BamHⅠ切割位点

Claims (21)

1．生产L-赖氨酸的棒状菌，其具有扩增的lysE基因，在这些菌株中，选自包括dapA基因，lysC基因，pyc基因和dapB基因的组的附加基因分别或一起得到扩增，尤其是超量表达。
2．如权利要求1中所要求的棒状菌，其中dapB基因得到扩增，尤其是超量表达。
3．如权利要求1中所要求的棒状菌，其中额外含有SEQ ID NO．1所示的dapB基因翻译起点上游的5′末端的dapB基因是扩增的，尤其是超量表达的。
4．如权利要求1中所要求的棒状菌，其含有SEQ ID No．5和SEQID No．6中所示的dapA启动子的MC20或MA16突变。
5．优选地为重组的DNA，其来源于棒状菌，并且能够在棒状菌中复制，该DNA至少含有SEQ ID No．1中所示的额外编码dapB基因翻译区上游的5’末端的核苷酸序列。
6．如权利要求5中所要求的能够复制的DNA，其具有SEQ ID No．1中所示的核苷酸序列。
7．如权利要求1中所要求的棒状菌，其中dapA基因和1ysC基因是扩增的，尤其是超量表达的。
8．一种通过发酵具有扩增的lysE基因的棒状菌制备L-赖氨酸的方法，其中使用这样的细菌，其编码选自包括dapA，lysC，pyc和dapB的组的基因的核苷酸序列分别或一起得到扩增，尤其是超量表达。
9．如权利要求8的方法，其中使用这样的细菌，其dapA基因和lysC同时得到扩增，尤其是超量表达。
10．如权利要求8的方法，其中使用这样的细菌，其dapA基因和dapB基因同时得到扩增，尤其是超量表达。
11．如权利要求8的方法，其中使用由一种或多种质粒载体转化的菌株，所说的质粒载体携带有待扩增的基因的核苷酸序列。
12．如权利要求9的方法，其中使用由一种质粒载体转化的菌株，所说的质粒载体携带有编码选自包括dapA，lysC和lysE基因的核苷酸序列。
13．如权利要求11的方法，其中使用由一种或多种质粒载体转化的菌株，所说的质粒载体分别或一起携带编码dapA，lysC，pyc和lysE基因的核苷酸序列。
14．如前述一或多项权利要求所要求的方法，其中使用谷氨酸棒杆菌的细菌。
15．如前述一或多项权利要求所要求的通过发酵制备L-赖氨酸的方法，该方法包括以下步骤：
a)发酵L-赖氨酸生产菌，在这些细菌中，所描述的基因得到了扩增，
b)在培养基中或在细菌细胞中富集L-赖氨酸，和
c)分离L-赖氨酸。
16．大肠杆菌K-12菌株DH5α／pEC7lysE，保藏号为DSM12871。
17．大肠杆菌K-12菌株DH5α／pEC7dapBlysE，保藏号为DSM12875。
18．谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715／pJC23，保藏号为DSM12869。
19．谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MA16)，保藏号为DSM12867。
20．谷氨酸棒杆菌菌株DSM5715aecD::dapA(MC20)，保藏号为DSM12868。
21．谷氨酸棒杆菌DM678菌株，保藏号为DSM12866。
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