[发明专利]高生物量和/或高生长速度重组菌及其构建方法与应用

说明书

本发明公开了高生物量和/或高生长速度重组菌及其构建方法与应用。该重组菌的构建方法，包括对受体菌进行A1、A2和A3的改造或对所述受体菌进行所述A1和所述A2的改造，得到生物量和/或生长速度高于所述受体菌的重组菌；所述A1为将所述受体菌的磷酸转移酶G亚基基因敲除；所述A2为将所述受体菌的半乳糖抑制子基因敲除；所述A3为向所述受体菌中导入葡萄糖激酶基因；所述受体菌为大肠杆菌、乳酸杆菌、链球菌或嗜血杆菌。本发明构建的高生物量和/或生长速度快的重组菌和产链孢红素重组菌在生物研究、医学等领域具有较高的应用前景及开发价值。

技术领域

本发明涉及高生物量和/或高生长速度重组菌及其构建方法与应用。

背景技术

工程菌株的生长是工业发酵的关键。菌体生长速度慢会延长生产周期，降低效率，提高成本，不利于菌株的大规模应用。而菌体发酵最终达到的细胞密度也是至关重要的。因此急需一种生长速度快，可达到的细胞密度大的菌株。

萜类化合物是由异戊二烯为结构单元的化合物。萜类化合物的合成途径分为MVA途径和MEP途径。MEP途径分为两个阶段：1.生成中间体异戊烯基焦磷酸(Isopentenyldiphosphate IPP)以及其双键异构体二甲基丙基焦磷酸(Dimethylallyl pyrophosphateDMAPP)阶段，2.萜类生成及其修饰阶段。基因crtE、crtI和crtB可以进行连续的催化反应，将DMAPP转化为链孢红素。以链孢红素作为底物，可以生产多种高附加值的产物，如番茄红素和虾青素。番茄红素是最有力的抗氧化剂之一，可以有效的防治因衰老，免疫力下降引起的各种疾病。在自然界，虾青素具有最强的天然抗氧化性，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病等多种作用。获取天然的番茄红素和虾青素工艺复杂，成本高，不适宜大规模生产。而利用微生物发酵技术进行生产，能有效的降低成本，节约资源，值得深入研究。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供高生物量和/或高生长速度的重组菌的构建方法及其得到的重组菌。

本发明所提供的重组菌的构建方法，包括对受体菌进行A1、A2和A3的改造或对所述受体菌进行所述A1和所述A2的改造，得到生物量和/或生长速度高于所述受体菌的重组菌；

所述A1为将所述受体菌的磷酸转移酶G亚基(phosphotransferase system ptsGsubunit,ptsG)基因敲除；

所述A2为将所述受体菌的半乳糖抑制子(Galactose repressor，GalR)基因敲除；

所述A3为向所述受体菌中导入葡萄糖激酶(glucokinase,Glk)基因；

所述受体菌为大肠杆菌、乳酸杆菌、链球菌或嗜血杆菌。

上述重组菌的构建方法中，所述生物量可以单位发酵液内所含的重组菌的数量来体现，所述重组菌的数量可以菌落形成单位(cfu)表示。

上述重组菌的构建方法中，所述受体菌可为大肠杆菌BW25113。

上述重组菌的构建方法中，所述磷酸转移酶G亚基基因编码B1或B2的蛋白质：

B1、由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

B2、在SEQ ID No.1所示的氨基酸序列中经过突变得到的具有磷酸转移酶G亚基功能的由B1衍生的蛋白质；

所述半乳糖抑制子基因编码C1或C2的蛋白质：

C1、由SEQ ID No.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

C2、在SEQ ID No.3所示的氨基酸序列中经过突变得到的具有半乳糖抑制子功能的由C1衍生的蛋白质；

所述葡萄糖激酶基因编码D1或D2的蛋白质：