[发明专利]基因工程高产菌株淀粉酶产色链霉菌及ε-聚赖氨酸的生产方法和应用

说明书

本发明涉及一种基因工程高产ε‑聚赖氨酸菌株淀粉酶产色链霉菌，所述淀粉酶产色链霉菌将脂肪酸合成代谢通路中的关键基因脂肪酸ACP合酶基因fabF在Streptomyces diastatochromogenes 6#‑7中分别敲除得到的。本发明通过敲除脂肪酸合成代谢途径中关键基因获得基因工程重组菌株，经过实验证实，该链霉菌基因工程菌株在相同情况下较原始菌株淀粉酶产色链霉菌TUST生产ε‑聚赖氨酸的能力均有提高，为ε‑聚赖氨酸生产提供了优良菌种。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及基因工程菌株及其构建方法，尤其是一种基因工程高产菌株淀粉酶产色链霉菌及ε-聚赖氨酸的生产方法和应用。

背景技术

ε-聚赖氨酸是一种含有25-30个赖氨酸残基的同型单体聚合物，其是一种具有抑菌功效的多肽，20世纪80年代初由日本学者Shima和Sakai首次将这种生物防腐剂应用于食品防腐。与传统的化学防腐剂和生物防腐剂相比较，ε-聚赖氨酸水溶性好，热稳定性高，抑菌谱广，对于大部分细菌，部分真菌及某些病毒具有抑制作用。ε-聚赖氨酸属于生物高分子材料，具有可食用，可降解及对人和环境没有毒害的优点。因此被各领域广泛使用，如食品，医药和材料等方面。

正是由于ε-聚赖氨酸具有以上优良性质和广阔的市场前景，1989年日本智索股份有限公司(Chisso Corporation)首先利用微生物发酵技术工业化生产ε-聚赖氨酸。2001年，Kahar等提出采用两阶段pH控制策略来提升S.albulus S410菌株ε-聚赖氨酸的产量。随着ε-聚赖氨酸的需求量不断增大，国内外也有许多学者采用诱变育种等手段以期提高ε-聚赖氨酸的产量，Hiraki利用亚硝基胍对野生型菌株S.albulus No.346进行化学诱变，其中一株S.albulus 11011A高产突变株比出发菌株ε-聚赖氨酸产量高出约10倍。目前对于通过基因工程构建淀粉酶产色链霉菌菌株来提高ε-聚赖氨酸产量报道还比较少。

通过检索，发现如下与本发明专利申请相关的公开文献：

1.一株小白链霉菌基因工程菌及其构建方法与应用(CN 105441373 B)，公开了一种小白链霉菌基因工程菌Streptomyces.albulus PD-4，它是将来源于S.albulus PD-1基因组上的铵转运蛋白基amtB进行过量表达，具有比白色链霉菌S.albulus PD-1(CCTCCM2011043)更高的ε-聚赖氨酸合成能力。虽然工程菌的ε-聚赖氨酸合成效率有所提高，但由于基因工程仅提高了单一代谢通路、而不是多条代谢通路的强度，因此小白链霉菌ε-PL产量仍有提升空间。

2.一种通过改造氨基酸代谢途径制备地衣芽孢杆菌的方法及所得菌株的应用(CN108531438 A)，其通过基因工程的方法通过在地衣芽胞杆菌DW2基因组DNA序列中敲除bcaP基因，得到地衣芽胞杆菌DW2ΔbcaP，相对于地衣芽胞杆菌DW2来说，该菌株在杆菌肽发酵过程中发酵液中杆菌肽的产量提高了11％以上。

3.宋存江等发表的论文(Effects of Chromosomal Integration of theVitreoscilla Hemoglobin Gene(vgb)and S-Adenosylmethionine Synthetase Gene(metK)on ε-Poly-L-Lysine Synthesis in Streptomyces albulus NK660)中，在菌株Streptomyces albulus NK660中利用组成型启动子ermE*表达vgb和metK基因，使ε-聚赖氨酸产量提高了26.67％，生物量也有所改善。

4.毛忠贵等(Understanding high ε-poly-l-lysine production byStreptomyces albulus using pH shock strategy in the level of transcriptomics)一文中，利用转录组学分析，敲除了信号转导系统中的有关基因，说明了其对ε-聚赖氨酸的产量存在着重要的作用。