提高短乳杆菌γ-氨基丁酸合成能力的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了提高短乳杆菌γ‑氨基丁酸合成能力的方法及其应用，属于微生物技术领域。本发明专利技术以同源重组的方式实现glnR基因的敲除，获得的短乳杆菌glnR敲除株可显著提高突变株的GABA合成能力及耐酸性。采用控酸流加补料法进行发酵，GABA的累计浓度为301.5g/L，生产效率最高达5.76g/L/h。经质粒消除后，本发明专利技术中的短乳杆菌glnR敲除菌株不携带其他外源基因，可用于GABA的规模化生产，降低GABA的生产成本，且glnR敲除菌株具有高耐受酸性环境，可用于酸性食品的发酵，如黄酒酿造、酸面团生产等。

Method and Application of Improving the Ability of Lactobacillus brevis to Synthesize Gamma-Aminobutyric Acid

【技术实现步骤摘要】
提高短乳杆菌γ-氨基丁酸合成能力的方法及其应用
本专利技术涉及提高短乳杆菌γ-氨基丁酸合成能力的方法及其应用，属于微生物领域。
技术介绍
γ-氨基丁酸(GABA)是作为一种重要的抑制性神经递质，对哺乳动物具有安神、降低血压、改善睡眠等多种生理功能，可作为生物活性物质广泛应用于食品、医药、饲料、化工等领域。食品级的GABA的多由微生物采用生物法合成。微生物主要是GAD系统(包括谷氨酸/GABA的反转运体、谷氨酸脱羧酶)的作用，通过谷氨酸/GABA反转运体将胞外的谷氨酸运输至胞内，通过消耗H+，由胞内的谷氨酸脱羧酶对谷氨酸底物进行催化脱羧合成GABA。合成的GABA再通过谷氨酸/GABA反转运体将GABA运出胞内，实现GABA的积累，同时维持胞内pH的稳定，帮助菌株抵抗酸性环境的胁迫。已报道的GABA合成菌株中，乳酸菌具有绝对的优势，尤其是短乳杆菌。前期研究中本研究室从白酒酿造体系中筛选出一株高效合成GABA的短乳杆菌D17，该菌株的生长与GABA的合成耦联，通过发酵策略优化(控制发酵pH)可提高菌株的生产效率(3.76g/L/h)。现有提高GABA的产量的方法主要针对高产GABA菌株的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种γ‑氨基丁酸合成能力提高的短乳杆菌，其特征在于，所述短乳杆菌在出发菌株的基础上敲除了glnR基因。

【技术特征摘要】
1.一种γ-氨基丁酸合成能力提高的短乳杆菌，其特征在于，所述短乳杆菌在出发菌株的基础上敲除了glnR基因。2.根据权利要求1所述的短乳杆菌，其特征在于，所述glnR基因表达的氨基酸序列如SEQIDNO:1所示。可选地，编码所述glnR基因的核苷酸序列如SEQIDNO:2所示。3.根据权利要求1所述的短乳杆菌，其特征在于，所述出发菌株为任意能够合成GABA的短乳杆菌。可选地，为短乳杆菌D17、模式菌株短乳杆菌ATCC367、短乳杆菌NCL912、短乳杆菌CGMCC1306或者短乳杆菌145等。4.根据权利要求1-3任一所述的短乳杆菌，其特征在于，所述敲除，可以使用任意一种已知的敲除方法。比如同源重组，二类内含子(Targetron或Clostron)基因插入失活、CRISPR-Cas基因编辑等。可选地，所述敲除是使用无痕敲除，尤其是基于同源重组的无标记基因敲除。5.一种提高短乳杆菌菌株γ-氨基丁酸合成能力的方法，其特征在于，所述方法是敲除短乳杆菌菌株中的glnR基因。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述glnR基因表达的氨基酸序列如SEQIDNO:1所示。7.一种合成γ-氨基丁酸的方法，其特征在于，所述方法是利用权利要求1-4任一所述的敲除了glnR基因的短乳杆菌进行发酵生产。8.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐岩，任聪，宫璐婵，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32