产生二胺的微生物和使用该微生物产生二胺的方法技术

本发明专利技术涉及具有产生二胺能力的微生物，和用该微生物产生二胺的方法，该微生物具有包括SEQ ID NO：6所示的氨基酸序列或具有与其42％或更高的序列同一性的氨基酸序列的蛋白质的引入或增强的活性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及用于产生二胺的微生物和使用该微生物产生二胺的方法。
技术介绍
生物胺类(BAs)为含氮化合物，其主要通过氨基酸的脱羧基作用或通过醛和酮的胺化作用和转氨基作用而产生。这些生物胺类为低分子量化合物且在微生物、植物和动物的代谢中合成，且因此生物胺类被称作频繁发现于这些细胞中的组分。特别地，生物胺类为多胺，诸如精脒、精胺、腐胺或1，4-丁二胺和尸胺。一般而言，腐胺为用于产生多胺尼龙-4，6的重要原料，多胺尼龙-4，6通过使腐胺与己二酸反应而产生。腐胺通常通过涉及将丙烯转化为丙烯腈和丁二腈的化学合成而产生。作为使用微生物的腐胺的生产方法，已报导通过大肠杆菌(E.coli)和棒状杆菌(Corynebacterium)的转化来产生高浓度的腐胺的方法(国际专利公开第WO06/005603号；国际专利公开第WO09/125924号；QianZD等人，Biotechnol.Bioeng.104：4，651-662，2009；Schneider等人，Appl.Microbiol.Biotechnol.88：4，859-868，2010；Schneider等人，Appl.Microbiol.Biotechnol.95，169-178.，2012)。此外，已经积极地对大肠杆菌、酵母、植物和动物细胞中的腐胺运载体进行了研究(KIgarashi，PlantPhysiol.Biochem.48：506-512，2010)。同时，尸胺为动物组织腐败期间通过蛋白质水解产生的恶臭味的二胺化合物。尸胺具有化学式NH2(CH2)5NH2，其类似于腐胺的化学式。尸胺用作聚合物诸如聚酰胺或聚氨基甲酸酯、螯合剂或其它添加剂的组分。特别地，已知具有350万吨的每年全球市场的聚酰胺通过尸胺或丁二酸的缩聚而制备，且因此尸胺作为工业上有用的化合物已受到大量关注。尸胺为发现于一些微生物中的二胺(Tabor和Tabor，MicrobiolRev.，49：81-99，1985)。在革兰氏阴性细菌大肠杆菌中，尸胺通过L-赖氨酸脱羧酶由L-赖氨酸而生物合成。大肠杆菌中尸胺的水平通过尸胺的生物合成、降解、摄取和输出而调节(Soksawatmaekhin等人，MolMicrobiol.，51：1401-1412，2004)。公开内容技术问题本专利技术人已做出了大量的尝试来研究具有输出二胺诸如腐胺或尸胺能力的蛋白质以便提高具有二胺生产力的微生物中的二胺生产力。结果，他们发现溶血隐秘杆菌(Arcanobacteriumhaemolyticum)来源的蛋白质或与其具有高氨基酸序列同源性的蛋白质具有二胺输出活性，且该蛋白质被引入用于产生二胺的微生物以增强其活性，导致输出二胺诸如腐胺和尸胺的能力显著增加，从而完成本专利技术。技术方案本专利技术的一个目的是提供用于产生二胺的微生物。本专利技术的另一个目的是提供产生二胺的方法，包括步骤：(i)培养用于产生二胺的微生物以获得细胞培养物；和(ii)从培养的微生物或细胞培养物回收二胺。最佳方式在实现以上目的的方面，本专利技术提供用于产生二胺的微生物，其中引入或增强具有SEQIDNO：6的氨基酸序列或具有42％或更高的与SEQIDNO：6的序列同源性的氨基酸序列的蛋白质的活性。如本文所用，术语“二胺”共同地指具有两个胺基的化合物，且其特定实例可包括腐胺和尸胺。腐胺为四亚甲基二胺，其可由作为前体的鸟氨酸产生。尸胺称作1，5-戊二胺或五亚甲基二胺，其可由作为前体的赖氨酸产生。这样的二胺为工业上适用的化合物，其充当合成聚合物诸如多胺尼龙、聚酰胺或聚氨基甲酸酯的有价值的原料。如本文所用，术语“具有SEQIDNO：6的氨基酸序列的蛋白质”为于溶血隐秘杆菌中发现的蛋白质，且亦称作ARCH_0271。已研究发现，该蛋白质保留与棒状杆菌的膜蛋白NCgl2522的高同源性。在本专利技术的实施方式中，ARCH_0271蛋白被鉴定为推定蛋白质，其涉及在具有二胺生产力的菌株中的二胺输出，从而显著增加二胺生产力。此处，具有SEQIDNO：6的氨基酸序列的ARCH_0271蛋白可以是由SEQIDNO：5或SEQIDNO：7的核苷酸序列编码的蛋白质。然而，在编码ARCH_0271蛋白的多核苷酸中，可在编码区中产生各种修饰，条件是它们不改变从编码区表达的多肽的氨基酸序列，这是由于密码子简并性或考虑到其中将要表达蛋白的生物体所偏好的密码子。因此，CE2495蛋白可由多种核苷酸序列以及由SEQIDNO：5或SEQIDNO：7的核苷酸序列编码。其中，由SEQIDNO：7表示的核苷酸序列为通过针对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)的密码子使用最佳化ARCH_0271基因(SEQIDNO：5)所制备的序列，但不限于此。此外，本专利技术的ARCH_0271蛋白可以是具有SEQIDNO：6的氨基酸序列或具有与其40％或更高、优选60％或更高、更优选80％或更高、更优选90％或更高、甚至更优选95％或更高、和最优选99％或更高的同源性的任何蛋白质，只要该蛋白质呈现大量的二胺输出活性。显然，其中一部分被删除、修饰、替代或添加的具有该同源性的氨基酸序列亦在本专利技术的范围内，只要所得氨基酸序列具有实质上等于或对应于SEQIDNO：6的蛋白质的生物学活性。如本文所用，术语“具有与SEQIDNO：6的氨基酸序列42％或更高的序列同源性的氨基酸序列的蛋白质”意指任何蛋白质而无限制，只要该蛋白质具有与SEQIDNO：6的氨基酸序列42％或更高的序列同源性的氨基酸序列且其亦实质上具有二胺输出活性。例如，蛋白质可以是具有SEQIDNO：23或SEQIDNO：26的氨基酸序列的蛋白质，但不限于此。例如，具有SEQIDNO：23的氨基酸序列的蛋白质是发现于粪产碱菌(Alcaligenesfaecalis)粪亚种中的蛋白质，且亦称作QWA_00075。已研究发现，该蛋白质保留与棒状杆菌的膜蛋白NCgl2522的41％同源性和与溶血隐秘杆菌的ARCH_0271的42％同源性。在本专利技术的实施方式中，已研究发现QWA_00075蛋白在具有二胺生产力的菌株中呈现二胺输出活性，从而显著增加二胺生产力。具有SEQIDNO：23的氨基酸序列的QWA_00075蛋白可以是由SEQIDNO：22或24的核苷酸序列编码的蛋白质。然而，在编码该蛋白质的多核苷酸中，可在编码区中产生各种修饰，条件是其不改变从编码区表达的多肽的氨基酸序列，这归因于密码子简并性或考虑到其中欲表达该蛋白质的生物体所偏好的密码子。因此，该蛋白质可由多种核苷酸序列以及由SEQIDNO：22或24的核苷酸序列编码。其中，由SEQIDNO：24表示的核苷酸序列是通过针对谷氨酸棒状杆菌的密码子使用最佳化QWA_00075基因(SEQIDNO：22)所制备的序列，但不限于此。此外，具有SEQIDNO：26的氨基酸序列的蛋白质为发现于嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)中的蛋白质，且亦称作SMD_2351。已研究发现，该蛋白质保留与棒状杆菌的膜蛋白NCgl2522的52％同源性和与溶血隐秘杆菌的ARCH_0271的47％同源性。在本专利技术的实施方式中，已研究发现SMD_2351蛋白在具有二胺生产力的菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于产生二胺的微生物，其中具有SEQ ID NO：6的氨基酸序列或具有42％或更高的与SEQ ID NO：6的序列同源性的氨基酸序列的蛋白质的活性被引入或增强。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 KR 10-2014-00498711.用于产生二胺的微生物，其中具有SEQIDNO：6的氨基酸序列或具有42％或更高的与SEQIDNO：6的序列同源性的氨基酸序列的蛋白质的活性被引入或增强。2.根据权利要求1所述的微生物，其中具有42％或更高的与SEQIDNO：6的序列同源性的所述氨基酸序列为SEQIDNO：23或SEQIDNO：26。3.根据权利要求1所述的微生物，其中二胺乙酰转移酶活性与内源活性相比被进一步减弱。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：李京珉，朴寿真，郑熙景，梁荣烈，李红仙，严惠媛，
申请(专利权)人：CJ第一制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR