同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株的构建方法技术

本发明专利技术公开了同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株的构建方法。本发明专利技术提供了构建能够同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株的方法，包括对能够利用葡萄糖的受体大肠埃希氏菌中的XylC蛋白和/或CyaA蛋白进行改造的步骤；对XylC蛋白进行改造为将所述XylC蛋白的第13位天冬氨酸N突变为苏氨酸S；对CyaA蛋白进行改造为抑制所述CyaA蛋白的表达和/或活性；所述XylC蛋白如SEQ ID No.1所示；所述CyaA蛋白如SEQ ID No.2所示。本发明专利技术所构建的大肠埃希氏菌工程菌株优化了木糖代谢途径，解除葡萄糖对木糖转运的抑制。最终实现生物质资源葡萄糖和木糖同步高效利用的需求。

【技术实现步骤摘要】
同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株的构建方法
本专利技术涉及生物
，特别涉及一种同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株的构建方法。
技术介绍
木质纤维素是世界上来源最广泛的可再生生物质资源(Xiaetal.2012,MicrobCellFact11:77)。据统计，木质纤维素每年的总产量约占所有生物资源的50％，约合100-500亿吨(Dahadhaetal.2017,EnergyandFuels31:10335-10347)。利用木质纤维素水解液发酵生产生物能源和大宗化学品，能部分摆脱石油资源依赖。葡萄糖和木糖是木质纤维素中主要的水解单糖，葡萄糖占水解糖的30％-50％；木糖占5％-20％(Aristidouetal.2000,CurrOpinBiotechnol11:187-198)。丰富廉价的木质纤维素资源利用的关键问题之一是如何使生物同时利用葡萄糖和木糖。碳代谢物阻遏(CCR，carboncataboliterepression)又称为葡萄糖阻遏效应(Wangetal.2018,MicrobCellFact17本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构建能够同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株A的方法，包括如下步骤：对受体大肠埃希氏菌A中的XylC蛋白和/或CyaA蛋白进行改造，得到能够同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株A；/n对所述XylC蛋白进行的改造为将所述XylC蛋白的第13位天冬氨酸N突变为苏氨酸S；/n对所述CyaA蛋白进行的改造为抑制所述CyaA蛋白的表达和/或活性；/n所述XylC蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示；/n所述CyaA蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；/n所述受体大肠埃希氏菌A为能够利用葡萄糖的大肠埃希氏菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种构建能够同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株A的方法，包括如下步骤：对受体大肠埃希氏菌A中的XylC蛋白和/或CyaA蛋白进行改造，得到能够同步利用葡萄糖和木糖的大肠埃希氏菌工程菌株A；
对所述XylC蛋白进行的改造为将所述XylC蛋白的第13位天冬氨酸N突变为苏氨酸S；
对所述CyaA蛋白进行的改造为抑制所述CyaA蛋白的表达和/或活性；
所述XylC蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.1所示；
所述CyaA蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示；
所述受体大肠埃希氏菌A为能够利用葡萄糖的大肠埃希氏菌。


2.一种构建能够利用木糖的大肠埃希氏菌工程菌株B的方法，包括如下步骤：对受体大肠埃希氏菌B中的XylC蛋白和/或CyaA蛋白进行改造，得到能够利用木糖的大肠埃希氏菌工程菌株B；
对所述XylC蛋白进行的改造为将所述XylC蛋白的第13位天冬氨酸N突变为苏氨酸S；
对所述CyaA蛋白进行的改造为抑制所述CyaA蛋白的表达和/或活性；
所述XylC蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.1所示；
所述CyaA蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述方法中，还包括如下步骤(I)和/或(II)：
(I)对所述受体大肠埃希氏菌A或所述受体大肠埃希氏菌B中的XylFGH蛋白进行改造；
对所述XylFGH蛋白进行的改造为抑制所述XylFGH蛋白的表达和/或活性；
(II)对所述受体大肠埃希氏菌A或所述受体大肠埃希氏菌B中的TktA蛋白、TalB蛋白和XylAB蛋白进行改造；
对所述TktA蛋白进行的改造为激活所述TktA蛋白的编码基因的表达；
对所述TalB蛋白进行的改造为激活所述TalB蛋白的编码基因的表达；
对所述XylAB蛋白进行的改造为激活所述XylAB蛋白的编码基因的表达。


4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：将所述XylC蛋白的第13位天冬氨酸N突变为苏氨酸S是通过同源重组实现的；
和/或
抑制所述CyaA蛋白的表达和/或活性是通过敲除所述CyaA蛋白的编码基因来实现的；
进一步地，敲除所述CyaA蛋白的编码基因通过同源重组实现；
和/或
抑制所述XylFGH蛋白的表达和/或活性是通过敲除所述XylFGH蛋白的编码基因来实现的；
进一步地，敲除所述XylFGH蛋白的编码基因通过同源重组实现。


5.如下任一大肠埃希氏菌：
(A1)利用权利要求1-4中任一所述方法构建得到的大肠埃希氏菌工程菌株A；
(A2)利用权利要求1-4中任一所述方法构建得到的大肠埃希氏菌工程菌株B。


6.如下任一大肠埃希氏菌：
(B1)大肠埃希氏菌HQ814，其在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCCNo.17823；
(B2)大肠埃希氏菌HQ304，其在中国普通微生物菌种保藏管理中心的保藏编号为CGMCCNo.17822；
(B3)大肠埃希氏菌HQ818，为恢复所述大肠埃希氏菌HQ814中被敲除的pgi基因和zwf基因后所得的菌株；
(B4)大肠埃希氏菌HQ404，为将所述大肠埃希氏菌HQ304中的pgi基因和zwf基因敲除后所得的菌株；
(B5)大肠埃希氏菌HQ412，为将所述大肠埃希氏菌HQ404中CyaA蛋白的编码基因敲除后所得的菌株；所述CyaA蛋白的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示；
(B6)大肠埃...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学礼，朱欣娜，樊飞宇，邵梦瑶，于勇，秦莹，刘茹，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12