[发明专利]一种喹啉酸合酶突变体及其应用

说明书

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种喹啉酸合酶突变体及其应用。本发明提供一种喹啉酸合酶突变体，以谷氨酸棒杆菌野生型喹啉酸合酶的氨基酸序列为参考序列，所述喹啉酸合酶突变体含有第312位天冬氨酸被天冬酰胺取代的突变。该喹啉酸合酶突变体具有显著增强的喹啉酸合酶的催化活性，能够增强微生物细胞NADH、NADPH的合成能力，提高其还原力水平，进而能够显著促进喹啉酸和依赖还原力合成的代谢物的积累。本发明提供的表达该喹啉酸合酶突变体的重组微生物的还原力水平显著提高，有利于喹啉酸以及谷氨酸、赖氨酸等依赖还原力的代谢物的产量和转化率的提升。

技术领域

本发明涉及微生物技术领域，具体涉及一种喹啉酸合酶突变体及其应用。

背景技术

NADH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，还原型辅酶I)和NADPH(还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，还原型辅酶Ⅱ)是微生物细胞中主要的还原力来源，也是细胞中氨基酸等多种代谢物合成的重要辅因子。目前，在微生物代谢工程领域，提高细胞内还原力(NADH/NADPH)用于氨基酸等代谢物的生产的手段主要集中在提供还原力的再生能力，然而，NAD从头合成的能力的改善少有研究和利用。

L-谷氨酸(L-glutamate)，化学名称为α-氨基戊二酸，分子式为C₅H₉NO₄，分子量为147.13076，分子中含有两个羧基，是一种酸性氨基酸。谷氨酸是含量最丰富的氨基酸之一，除了参与蛋白质合成之外，在营养和信号传导方面也起着重要作用。谷氨酸或其单钠盐(味精)可作为食品添加剂提升食品的鲜味，因此被广泛地工业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种喹啉酸合酶突变体、表达该喹啉酸合酶突变体的微生物及其应用。

具体地，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种喹啉酸合酶突变体，以谷氨酸棒杆菌野生型喹啉酸合酶的氨基酸序列为参考序列，该喹啉酸合酶突变体含有第312位天冬氨酸被除天冬氨酸以外的氨基酸取代的突变。

喹啉酸合酶(EC 2.5.1.72)是NAD从头合成的关键酶，NAD从头合成以天冬氨酸作为底物，通过天冬氨酸氧化酶、喹啉酸合酶、喹啉酸酯磷酸核糖基转移酶催化合成烟酸单核苷酸。本发明对NAD从头合成途径中喹啉酸合酶nadA第312位天冬氨酸进行点突变，显著增强了喹啉酸合酶的催化活性，从而增强NADH、NADPH的合成能力，提高微生物细胞的还原力水平，进而能够显著促进依赖还原力合成的代谢物的积累。

优选地，以谷氨酸棒杆菌野生型喹啉酸合酶的氨基酸序列为参考序列，所述喹啉酸合酶突变体含有第312位天冬氨酸被天冬酰胺取代的突变。

更优选地，所述喹啉酸合酶突变体具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列。

本领域技术人员应该理解，在上述蛋白突变体序列的N端或C端添加标签蛋白或将其与其他蛋白进行融合形成融合蛋白，在不改变上述突变蛋白本身的活性的情况下，上述添加标签的蛋白或融合蛋白也在本发明的保护范围内。

本发明还提供编码所述喹啉酸合酶突变体的核酸。

根据上述提供的喹啉酸合酶突变体的氨基酸序列，本领域技术人员能够获得其编码核酸的序列。基于密码子的简并性，编码上述氨基酸序列的核酸序列不止一种，所有能够编码上述蛋白突变体的核酸均在本发明的保护范围内。

作为本发明的一种实施方式，编码所述喹啉酸合酶突变体的核酸具有如SEQ IDNO.2所示的核苷酸序列。

本发明还提供含有所述核酸的生物材料，所述生物材料为表达盒、载体或宿主细胞。

所述表达盒为在所述核酸的上游或下游连接用于驱动其转录、表达的元件得到的重组核酸分子。

所述载体可为表达载体或克隆载体，包括但不限于质粒载体、噬菌体载体、转座子等。