[发明专利]FruR蛋白及其筛选方法和应用

说明书

本发明公开了一种FruR蛋白及其筛选方法和应用，属于合成生物学技术领域。本申请提供一种调控因子FruR蛋白，将工程菌中野生型fruR基因替换成本申请fruR基因，重组的工程菌在乙酰辅酶A、苹果酸、琥珀酸、延胡索酸、磷酸烯醇式丙酮酸、葡萄糖酸‑6‑磷酸、核糖‑1‑磷酸、莽草酸和苯丙氨酸的产量上明显提高，为合成生物学打下基础。

技术领域

本发明属于合成生物学技术领域，具体涉及一种FruR蛋白及其制备方法和 应用。

背景技术

L-苯丙氨酸(L-phenylalanine,英文简写PHE)，是最重要的芳香族氨基酸。 PHE的用途主要是作为苯丙素类化合物的前体，例如阿斯巴甜 (L-phenylalanyl-Laspartyl-methyl ester)。

PHE主要通过经基因工程改造的大肠杆菌发酵合成。PHE的合成代谢受到多 维度的调控，其包括反馈抑制、阻遏抑制和衰减等等。因此，为了消除负调控 抑制以提高PHE产量，科研人员主要通过蛋白质改造等理性或者半理性策略改造 和调控蛋白，进而解除相关调控抑制。与此同时，科研工作者通过加强PHE合成 途径的关键基因表达，阻断竞争代谢途径和加强PHE向胞外转运效率等策略，以 提高大肠杆菌产PHE的能力。这些改造策略主要集中在PHE合成途径，但系统地、 全局地改造微生物代谢网络途径，特别是中心碳代谢途径，鲜有报道。

在大肠杆菌中，PHE合成起始于磷酸烯醇式丙酮酸(phosphoenolpyruvic acid，英文简写PEP)和赤藓糖-4-磷酸(erythrose 4-phosphate，英文简写E4P) 的缩合反应，这两个前体物质分别是中心碳代谢途径和磷酸戊糖途径的重要中 间代谢产物。因此，对中心碳代谢途径和磷酸戊糖途径的改造以增加上述两种 前体物质的积累，是PHE高产菌株遗传改造一种新的关键策略。在中心碳代谢途 径中，糖酵解和糖异生途径之间的碳代谢平衡主要受全局碳代谢调控因子FruR (又名Cra)调控。FruR的调控功能又受到胞内果糖-1,6-二磷酸(fructose 1,6 diphosphate，英文简写FDP)等诱导剂诱导调控。当不存在诱导剂时，FurR调控 因子与受调控的基因相结合，进而抑制参与糖酵解的基因并激活参与糖异生和乙醛酸循环的基因；反之，当存在诱导剂时，FurR调控因子与受调控的基因解 离，并与诱导剂相结合，从而解除了受调控基因的被抑制和激活效应。基于上 述原理，可以通过改造FurR调控因子以激活糖异生途径和乙醛酸循环，从而增 加PEP和E4P的积累，最终促进PHE的生成。

目前，通过改造FurR调控因子进而促进PHE的生成的研究还未见有相关报 道。因此，本专利通过半理性改造FurR调控因子，并结合PHE响应的生物传感 器筛选出具有激活效应的FurR突变调控因子，对提高苯丙氨酸及上游代谢途径 中的代谢产物的产量有着十分重要的应用价值。

因此，如何提供一种FruR蛋白及其筛选方法和应用是本领域亟待解决的问 题。

发明内容

本发明公开了一种FruR蛋白及其筛选方法和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

调控因子FruR蛋白突变体，包括以下突变之一：E173K、A18P、P129H、 I144T、R312G、L3F-L170N、S75I-V160E、E72R-P128A；

调控因子FruR蛋白的氨基酸如SEQ ID NO.1所示；

优选的，所述突变包括以下突变之一：E173K、A18P、P129H；

优选的，所述突变为E173K；

如上所述蛋白的相关生物材料，为下述(1)-(4)中的至少一种；

(1)编码调控因子FruR蛋白突变体的核酸分子；

(2)含有(1)所述核酸分子的表达盒；