ATP磷酸核糖基转移酶突变体以及使用该突变体生产L-组氨酸的方法技术

本公开涉及一种ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)蛋白和使用该蛋白生产组氨酸的方法。

ATP phosphoribosyltransferase mutant and the method of producing L-histidine with the mutant

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ATP磷酸核糖基转移酶突变体以及使用该突变体生产L-组氨酸的方法[
]本公开涉及一种ATP磷酸核糖基转移酶变体以及使用该变体生产组氨酸的方法。[
技术介绍
]L-组氨酸是20种标准氨基酸之一，从营养的角度来看，其大部分对成年人不是必需的，但对于成长中的儿童，被列为必需氨基酸。此外，L-组氨酸参与重要的生理过程，例如抗氧化、免疫调节等，因此被用于医疗行业(例如，用于治疗胃溃疡的药剂、用于心血管药剂的原料、氨基酸液，等)。组氨酸主要存在于血红蛋白中，主要通过使用血粉为原料的蛋白质水解提取方法生产。但是，其具有效率低、环境污染等缺点。另一方面，L-组氨酸可以通过微生物发酵生产，但是尚未实现大规模工业化生产。这是因为L-组氨酸的生物合成与核苷酸合成前体即PRPP竞争，并且具有复杂的生物合成过程和需要高能量的调节机制。通过诱变和突变选择方法以及通过遗传修饰调节菌株代谢的方法，已经改善了用于发酵方法中的微生物的L-组氨酸生产率。近来，已知通过使用若干步骤由PRPP生物合成来完成使用微生物的组氨酸生产。然而，参与组氨酸生物合成的第一酶，ATP磷酸核糖基转移酶，被终产物(即组氨酸或其衍生物)反馈抑制，这在工业上大规模生产L-组氨酸中是一个问题(国际专利公开号WO2014-029376)。[
技术实现思路
][技术问题]本专利技术人为改善被L-组氨酸抑制的ATP磷酸核糖基转移酶付出了巨大的努力，结果，本专利技术人发现向微生物中引入新开发的ATP磷酸核糖基转移酶变体能够以高产率生产L-组氨酸，从而完成本公开。[技术方案]本公开的一个目的是提供一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQIDNO：13的氨基酸序列中的位置215用精氨酸取代天冬酰胺的取代、位置233用组氨酸取代甘氨酸的取代，和位置235用谷氨酰胺取代苏氨酸的取代。本公开的另一个目的是提供编码ATP磷酸核糖基转移酶变体的多核苷酸。本公开的又一个目的是提供一种包含编码ATP磷酸核糖基转移酶变体的多核苷酸的载体。本公开的又一个目的是提供一种经转化以包含ATP磷酸核糖基转移酶变体和蛋白质的微生物。本公开的又一个目的是提供一种生产组氨酸的方法，包括：在培养基中培养微生物；和从培养的微生物或培养基中回收组氨酸。[有益效果]本公开提供了使用ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)蛋白有效生产组氨酸的方法。[最佳模式]在下文中，将详细描述本公开。同时，本文公开的每个解释和示例性实施方案可以应用于其他解释和示例性实施方案。即，本文公开的各种因素的所有组合均属于本公开的范围。此外，本公开的范围不应由下文提供的具体公开限制。为了实现上述目的，本公开的一个方面提供了一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQIDNO：13的氨基酸序列中位置215用精氨酸取代天冬酰胺的取代、位置233用组氨酸取代甘氨酸的取代，和位置235用谷氨酰胺取代苏氨酸的取代。如本文所用，术语“ATP磷酸核糖基转移酶(HisG)”是指催化化学反应的糖基转移酶家族酶，尤其是属于戊糖基转移酶家族。该酶的通用名称是1-(5-磷酸-D-核糖基)-ATP：二磷酸磷酸-α-D-核糖基转移酶。该酶催化以下反应：1-(5-磷酸-D-核糖基)-ATP+二磷酸ATP+5-磷酸-α-D-核糖1-二磷酸。该酶催化组氨酸生物合成的第一步。在本公开中，ATP磷酸核糖基转移酶可以与“HisG”或“HisG蛋白”互换使用。磷酸核糖基转移酶的序列可从已知数据库，即NCBI的GenBank获得。例如，ATP磷酸核糖基转移酶可以是源自棒状杆菌属(Corynebacteriumsp.)的ATP磷酸核糖基转移酶，但不限于此。例如，ATP磷酸核糖基转移酶可以具有SEQIDNO：13的氨基酸序列，但不限于此。例如，ATP磷酸核糖基转移酶可具有SEQIDNO：13的氨基酸序列或与SEQIDNO：13的序列具有80％或更高的同源性或同一性的氨基酸序列，但不限于此。具体地，ATP磷酸核糖基转移酶可以包括与SEQIDNO：13和1具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的同源性或同一性的多肽。另外，显而易见的是，具有一部分序列缺失、修饰、取代或添加的氨基酸序列的辅助蛋白也可以用作本公开的ATP磷酸核糖基转移酶，只要氨基酸序列具有上述同源性或同一性，并且具有与蛋白质相对应的作用。具体地，本公开的ATP磷酸核糖基转移酶变体可以是这样的变体，其中在具有SEQIDNO：13的氨基酸序列的棒状杆菌来源的ATP磷酸核糖基转移酶中，从N末端开始位置233位的甘氨酸氨基酸残基、位置235的苏氨酸氨基酸残基、位置215的天冬酰胺氨基酸残基被其他氨基酸取代。例如，位置233的甘氨酸氨基酸残基可以被组氨酸取代；位置235的苏氨酸氨基酸残基可以被谷氨酰胺取代；或者位置215的天冬酰胺氨基酸残基可以被精氨酸取代。具体地，ATP磷酸核糖基转移酶变体可以由SEQIDNO：1的氨基酸序列组成。在本公开中，ATP磷酸核糖基转移酶变体可以包括SEQIDNO：1的氨基酸序列或与SEQIDNO：1的氨基酸序列具有80％或更高的同源性或同一性的氨基酸序列，但不限于此。具体地，本公开的ATP磷酸核糖基转移酶变体可以包括SEQIDNO：1的多肽和与SEQIDNO：1的氨基酸序列具有至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％的同源性或同一性的多肽。另外，显然，具有一部分序列缺失、修饰、取代或添加的氨基酸序列的辅助蛋白也可以包括在本公开的范围内，只要该氨基酸序列具有上述同源性或同一性，并且具有与蛋白质相对应的作用。另外，基于密码子简并性，很明显，由SEQIDNO：1的氨基酸序列组成的蛋白质、或可以翻译成与上述蛋白质具有同源性或同一性的蛋白质的多核苷酸也可以被包括在本公开的范围内。另外，编码具有由SEQIDNO：1的氨基酸序列组成的蛋白质的活性的蛋白质的任何序列也非限制性地包括在本公开的范围内，这样的序列可以通过在严格条件下与可以从已知基因序列制备的一个或多个探针杂交来确定，所述已知基因序列例如，上述核苷酸序列的全部或部分的互补序列。术语“严格条件”是指使多核苷酸之间特异性杂交成为可能的条件。此类条件在参考文献中具体描述(例如，J.Sambrook等人，MolecularCloning，ALaboratoryManual，第2版，ColdSpringHarborLaboratorypress，ColdSpringHarbor，NewYork，1989；F.M.Ausubel等人，CurrentProtocolsinMolecularBiology，JohnWiley&Sons，Inc.，NewYork)。例如，条件可以包括在具有高同源性、同源性或同一性为80％或更高、特别是85％或更高、更特别是90％或更高、甚至更特别是95％或更高、甚至更特别是97％或更高、最特别是99％或更高的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQ ID NO：13的氨基酸序列中的用精氨酸取代位置215处天冬酰胺的取代、用组氨酸取代位置233处甘氨酸的取代，和用谷氨酰胺取代位置235处苏氨酸的取代。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170802 KR 10-2017-00982051.一种ATP磷酸核糖基转移酶变体，其具有SEQIDNO：13的氨基酸序列中的用精氨酸取代位置215处天冬酰胺的取代、用组氨酸取代位置233处甘氨酸的取代，和用谷氨酰胺取代位置235处苏氨酸的取代。


2.根据权利要求1所述的ATP磷酸核糖基转移酶变体，其中所述ATP磷酸核糖基转移酶变体由SEQIDNO：1的氨基酸序列组成。


3.一种多核苷酸，其编码权利要求1所述的ATP磷酸核糖基转移酶变体。


4.一种载体，其包含编码权利要求1所述的ATP磷酸核糖基转移酶...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴明根，权娜罗，李珍南，
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