[发明专利]二氢蝶酸合酶基因folP的用途

说明书

本发明公开了一种二氢蝶酸合酶基因folP的用途，即二氢蝶酸合酶基因folP在提高微生物菌株叶酸生物合成中的应用，或在提高微生物菌株生物量中的应用；将folP基因与温度敏感型质粒pFED760重组构建了敲除载体，将其导入食源性植物乳杆菌感受态细胞中，进而通过同源重组构建了folP基因敲除菌株；结果显示，folP基因与细胞形态相关；folP基因与菌株生长状态相关；通过液相色谱‑质谱联用技术测定菌株产叶酸能力，发现ΔfolP菌株产叶酸能力低于野生型菌株，故folP基因在叶酸合成中起关键作用，本发明在叶酸生物合成研究及应用领域具有巨大潜力。

技术领域

本发明属于微生物基因工程领域，具体涉及二氢蝶酸合酶基因folP在提高植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）叶酸生物合成中的应用。

背景技术

叶酸，化学名为蝶酰谷氨酸（pteroylglutamic acid），是一种由蝶呤、对氨基苯甲酸（p-aminobenzoic acid, pABA）和一个或多个谷氨酸结合而成的水溶性B族维生素，即维生素B9。化学合成叶酸（folic acid）只含有一个谷氨酸尾巴，而天然叶酸（folate）则由多个谷氨酸尾巴组成。

叶酸具有重要生理功能，人无法离开叶酸而生存。据报道，叶酸参与DNA和RNA生物合成、DNA修复、氨基酸代谢及血红蛋白合成等生理代谢过程。此外，叶酸因可以提供大量游离碳离子，是形成神经末梢和构成传递神经冲动的重要化学原料物质，进而保障神经系统的正常发育，因此在怀孕、婴儿发育过程中尤为重要。

人无法合成叶酸，只能通过补充叶酸制剂或者从食物中摄入来满足自身需求。但大量摄食化学合成叶酸会给人的健康带来许多副作用，如掩盖由维生素B12缺乏所引起的早期贫血临床表现、改变肝脏中二氢叶酸还原酶的性、促进癌症发生、引发认知功能障碍等。所以与化学合成药品相比，选择食品中存在的或由微生物代谢产生的天然叶酸更为安全。

利用食品级微生物（例如乳酸菌）合成叶酸，具有经济效益较高、环境污染少、安全性高等特点。根据KEGG数据库（http://www.genome.jp/kegg/pathway.html），微生物叶酸生物合成途径包括蝶呤代谢支路及对氨基苯甲酸代谢支路。为了提高天然叶酸产量进而满足人类需求，研究上述通路中叶酸生物合成关键基因或通过基因工程改变植物和微生物中叶酸的代谢受到相当重视，但是因为微生物菌种的特异性，叶酸合成基因缺乏系统性地研究，一些新功能有待发掘。

目前对微生物叶酸生物合成途径调控机理的研究，仅对对氨基苯甲酸代谢这一支路有较为深入的研究，而另一条蝶呤代谢支路的研究较少。深入研究蝶呤代谢支路的叶酸合成基因，更能系统性的阐述微生物叶酸合成途径调控机理，完成微生物及其代谢物在工业上的开发利用。

发明内容