[发明专利]ATP磷酸核糖基转移酶突变体以及使用该突变体生产L-组氨酸的方法

说明书

本公开涉及一种ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)蛋白和使用该蛋白生产组氨酸的方法。

[技术领域]

本公开涉及一种ATP磷酸核糖基转移酶变体以及使用该变体生产组氨酸的方法。

[背景技术]

L-组氨酸是20种标准氨基酸之一，从营养的角度来看，其大部分对成年人不是必需的，但对于成长中的儿童，被列为必需氨基酸。此外，L-组氨酸参与重要的生理过程，例如抗氧化、免疫调节等，因此被用于医疗行业(例如，用于治疗胃溃疡的药剂、用于心血管药剂的原料、氨基酸液，等)。

组氨酸主要存在于血红蛋白中，主要通过使用血粉为原料的蛋白质水解提取方法生产。但是，其具有效率低、环境污染等缺点。另一方面，L-组氨酸可以通过微生物发酵生产，但是尚未实现大规模工业化生产。这是因为L-组氨酸的生物合成与核苷酸合成前体即PRPP竞争，并且具有复杂的生物合成过程和需要高能量的调节机制。

通过诱变和突变选择方法以及通过遗传修饰调节菌株代谢的方法，已经改善了用于发酵方法中的微生物的L-组氨酸生产率。近来，已知通过使用若干步骤由PRPP生物合成来完成使用微生物的组氨酸生产。然而，参与组氨酸生物合成的第一酶，ATP磷酸核糖基转移酶，被终产物(即组氨酸或其衍生物)反馈抑制，这在工业上大规模生产L-组氨酸中是一个问题(国际专利公开号WO2014-029376)。

[发明内容]

[技术问题]

本发明人为改善被L-组氨酸抑制的ATP磷酸核糖基转移酶付出了巨大的努力，结果，本发明人发现向微生物中引入新开发的ATP磷酸核糖基转移酶变体能够以高产率生产L-组氨酸，从而完成本公开。

[技术方案]

本公开的一个目的是提供一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQ ID NO：13的氨基酸序列中的位置215用精氨酸取代天冬酰胺的取代、位置233用组氨酸取代甘氨酸的取代，和位置235用谷氨酰胺取代苏氨酸的取代。

本公开的另一个目的是提供编码ATP磷酸核糖基转移酶变体的多核苷酸。

本公开的又一个目的是提供一种包含编码ATP磷酸核糖基转移酶变体的多核苷酸的载体。

本公开的又一个目的是提供一种经转化以包含ATP磷酸核糖基转移酶变体和蛋白质的微生物。

本公开的又一个目的是提供一种生产组氨酸的方法，包括：在培养基中培养微生物；和从培养的微生物或培养基中回收组氨酸。

[有益效果]

本公开提供了使用ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)蛋白有效生产组氨酸的方法。

[最佳模式]

在下文中，将详细描述本公开。同时，本文公开的每个解释和示例性实施方案可以应用于其他解释和示例性实施方案。即，本文公开的各种因素的所有组合均属于本公开的范围。此外，本公开的范围不应由下文提供的具体公开限制。

为了实现上述目的，本公开的一个方面提供了一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQ ID NO：13的氨基酸序列中位置215用精氨酸取代天冬酰胺的取代、位置233用组氨酸取代甘氨酸的取代，和位置235用谷氨酰胺取代苏氨酸的取代。

如本文所用，术语“ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)”是指催化化学反应的糖基转移酶家族酶，尤其是属于戊糖基转移酶家族。该酶的通用名称是1-(5-磷酸-D-核糖基)-ATP：二磷酸磷酸-α-D-核糖基转移酶。该酶催化以下反应：1-(5-磷酸-D-核糖基)-ATP+二磷酸ATP+5-磷酸-α-D-核糖1-二磷酸。该酶催化组氨酸生物合成的第一步。