[发明专利]一种5-氨基乙酰丙酸高产菌株及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种通过增强5‑氨基乙酰丙酸生产菌株的抗氧化能力，例如，增强所述菌株中抗氧化相关蛋白的活性来构建5‑氨基乙酰丙酸高产菌株的方法。本发明构建的5‑氨基乙酰丙酸高产菌株的5‑氨基乙酰丙酸产量显著提高，同时葡萄糖转化率也相应提高。利用本发明的菌株可高效、低成本地产生5‑氨基乙酰丙酸。

技术领域

本发明属于基因工程和微生物发酵领域；具体地说，本发明涉及一种5-氨基乙酰丙酸高产菌株及其制备方法和应用。

背景技术

5-氨基乙酰丙酸(5-minolevulinic acid，ALA)是生物体合成血红素、叶绿素、VB12等四吡咯化合物的前体，广泛存在于动物、植物和微生物中。ALA在医药、农业、饲料和保健食品等领域应用广泛，是极具开发价值的高附加值生物基化学品。在医药上ALA可以作为光敏剂用于癌症治疗和肿瘤诊断，在农业上ALA既可以作为植物生长调节剂促进作物生长，又可以作为生物农药用作杀虫剂和除草剂，此外，作为营养成分ALA在保健食品和动物营养领域的应用日渐被开发和接受。

目前ALA主要通过化学合成法生产，原料成本和污染物排放量高，导致其生产成本高昂，产品价格也居高不下，大大限制了其在农业、饲料等领域的规模化应用。近年来，通过产ALA的细菌发酵生产ALA已经得到了产业化应用，并逐渐替代传统的化学合成法，成为研究和开发的重点。目前ALA的生产菌株主要是通过诱变育种或基因工程改造获得，并且随着代谢工程和合成生物学技术的发展，基因工程菌株ALA产量已经逐步超过传统诱变获得的菌株，成为未来进一步研发的主要关注点。现有文献和专利报道的工程菌株的构建大多利用基因工程和代谢工程技术优化ALA的合成代谢途径，以实现产物产量和底物转化率的不断提升。例如CN106047916A公开了一种生产ALA的谷氨酸棒状杆菌及其构建过程，通过多步代谢工程改造摇瓶发酵ALA产量达到了2.78g/L；CN103710374A公开了一种ALA生产菌株构建及ALA生产的方法，工程菌在添加泛酸的培养基中摇瓶发酵ALA产量达到了4.12g/L。尽管ALA产量已经获得较大提升，生产成本相对于化学合成法有了一定的下降，但相对于谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸等生物基大宗化学品，目前发酵法合成ALA的技术水平仍然较低，说明现有菌株体系中仍然存在其它未知的限制ALA合成的关键因素。

因此，本领域需要开发5-氨基乙酰丙酸的高产菌株，从而能利用所述菌株高效生产5-氨基乙酰丙酸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种5-氨基乙酰丙酸的高产菌株。

本发明还提供了所述5-氨基乙酰丙酸高产菌株的制备方法和应用。

在第一方面，本发明提供一种提高5-氨基乙酰丙酸生产菌株的5-氨基乙酰丙酸产量的方法，所述方法包括增强所述菌株的抗氧化能力的步骤。

在具体的实施方式中，增强所述菌株的抗氧化能力是指增强所述菌株中抗氧化相关蛋白的活性。

在具体的实施方式中，所述抗氧化相关蛋白是过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶、硫醇还原酶、巯基-二硫键氧化还原酶、硫氧还蛋白还原酶或蛋氨酸亚砜还原酶。

在优选的实施方式中，所述抗氧化相关蛋白可以是各种来源的抗氧化相关蛋白，包括但不限于人或动物、植物、微生物。

在优选的实施方式中，所述抗氧化相关蛋白来源于微生物。

在优选的实施方式中，所述抗氧化相关蛋白源自丝状真菌、酵母菌或细菌。

优选的实施方式中，所述丝状真菌包括但不限于曲霉属(Aspergillus)、青霉属(Penicillium)、腐质霉属(Humicola)、木霉属(Trichoderma)或顶孢霉属(Acremonium)中的丝状真菌。