[发明专利]一种提高丝状真菌木质纤维素降解及蛋白生产的方法

说明书

本发明提供一种提高真菌降解木质纤维素或是生产纤维素酶、半纤维素酶或其它蛋白的方法，通过敲除或突变激酶部分碱基或减弱激酶的表达的微生物菌株降解木质纤维素或是生产纤维素酶、半纤维素酶或其它蛋白。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种提高真菌降解木质纤维素或是生产纤维素酶、半纤维素酶或其它蛋白的方法。

背景技术

木质纤维素是自然界中存在最广泛、最丰富的碳水化合物。同时，其作为潜力巨大、环境友好的可再生能源早已成为研究的重点。木质纤维素的利用需要糖化和发酵两个基本步骤。其中，糖化过程中所需要的木质纤维素水解酶(纤维素酶、半纤维素酶等)的生产成本过高已成为制约整个生物炼制产业发展的核心问题。如何高效、廉价的生产这些酶制剂或是如何低成本的将生物质高效地降解为可发酵的单体化合物(葡萄糖、木糖等)、低聚化合物(纤维寡糖、木寡糖等)已成迫切需要解决的问题。

在自然界中，多种微生物都具有降解、利用纤维素的能力，特别是子囊菌和担子菌等丝状真菌可以分泌多种木质纤维素水解酶，与其它微生物相比，其具有完整的纤维素酶系。同时，丝状真菌具有强大的蛋白分泌能力，这些特性使其成为研究纤维素利用和纤维素酶等蛋白质生产中的热点。传统诱变技术在这一领域已经取得了重大进步，如专利CN1330717A描述了利用诱变获得金孢子菌属突变体，将其用于表达和分泌异源蛋白或多肽。然而，随着基因遗传操作技术和各类组学技术的飞速发展，通过理性遗传改造从而获得符合生产需要的工程菌种已成为了可能。专利WO2011151515提供了一种在里氏木霉中通过过表达调节因子来达到提高纤维素酶表达水平的方法。然而，参与丝状真菌蛋白质表达分泌的基因众多，目前人们对这一过程的科学认识并不深刻。

丝状真菌纤维素酶的表达受到转录水平的严格调控。当真菌细胞遇到纤维素底物时，纤维素酶基因被瞬速诱导，其转录水平在短时间内即可达到极高水平，但由于转录抑制调控，纤维素酶基因的转录水平迅速回调。由此可知，如果持续维持纤维素酶基因的高水平转录，可以进一步提高纤维素酶的表达，为工业菌株的改造提供新的策略。然而，有关纤维素酶基因转录抑制调控的研究往往都集中在信号传导途径末端(转录因子)，对其上游相关元件鉴定和功能研究还较为薄弱。因此，本领域迫切需要鉴定这一途径中的关键因子，从而开发能够提高木质纤维素降解利用和强化纤维素酶等蛋白质生产的技术和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高木质纤维素降解及纤维素酶、半纤维素酶表达的方法及其应用。

本发明第一方面，提供了一种提高丝状真菌纤维素酶和/或半纤维酶的表达、和/或提高丝状真菌的纤维素降解活性的方法，包括步骤：

抑制丝状真菌的纤维素降解相关丝氨酸/苏氨酸激酶或其基因的表达和/或活性，从而提高丝状真菌纤维素和/或半纤维酶的表达、和/或提高丝状真菌的纤维素降解活性。

在另一优选例中，所述的丝状真菌包括：脉孢菌(Neurospora)、或侧孢霉(Sporotrichum)。

在另一优选例中，所述的丝状真菌还包括曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、青霉(Penicillium)或毁丝霉(Myceliophthora)。

在另一优选例中，所述纤维素降解相关丝氨酸/苏氨酸激酶包括：

(a)SEQ ID NO.:1、3或5所示序列的一种或多种。

在另一优选例中，所述的纤维素降解相关丝氨酸/苏氨酸激酶还包括：

(b)与SEQ ID NO.:1、3或5所示序列同源性为50％以上，较佳地为60％以上，更佳地为65％以上的纤维素降解相关丝氨酸/苏氨酸激酶。

在另一优选例中，所述抑制包括敲除和/或下调所述的纤维素降解相关丝氨酸/苏氨酸激酶的表达和/或活性。