一种生产L-高丝氨酸的基因工程菌及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种生产L‑高丝氨酸的基因工程菌及其应用，属于代谢工程领域。所述菌株以Escherichia coli MG1655为宿主，敲除乳糖操纵子阻遏蛋白编码基因lacI，弱化编码高丝氨酸激酶基因thrB，并通过系统代谢工程策略包括增强高丝氨酸合成通量、提高NADPH的再生以及精准调控高丝氨酸输出，最终构建了一株非营养缺陷型，无需诱导剂，不携带质粒的高丝氨酸高产菌株。该菌株经过48h发酵，L‑高丝氨酸产量达125.7g/L，生产强度达2.62g/L/h。该方法采用的发酵工艺简单，无需额外添加营养物质，不携带质粒，无需诱导，易于控制，更加稳定，生产成本低，有利于工业化生产的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种生产L-高丝氨酸的基因工程菌及其应用
：本专利技术涉及一种生产L-高丝氨酸的基因工程菌及其应用，属于代谢工程领域。
技术介绍
：L-高丝氨酸是一种非蛋白质氨基酸，是苏氨酸和蛋氨酸等必需氨基酸的前体物质。并且L-高丝氨酸作为重要的平台化合物，被广泛用于合成高丝氨酸内酯、γ-丁内酯、异丁醇等重要化学成分。正是由于高丝氨酸及其衍生物丰富的生物、化学活性，使得L-高丝氨酸被广泛应用于食品、医药、农业、化妆品以及饲料添加等行业。目前L-高丝氨酸主要通过小规模化学法合成，但是存在原材料昂贵，反应条件苛刻，提取过程复杂以及污染环境等问题。相比之下，微生物发酵法生产成本低，条件温和，并且绿色环保，近年来该法被广泛应用于生产各种氨基酸。目前谷氨酸棒杆菌和大肠杆菌这两种工业微生物被广泛应用于发酵法生产L-高丝氨酸。周景文等(202010439183.2)阻断C.glutamicumATCC13032中高丝氨酸降解途径，并通过加强高丝氨酸合成通量，最终高丝氨酸产量达8.8g/L。该方法的不足之处在于，该工程菌携带用于过表达关键基因的重组质粒，从而需要添加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，所述菌株以Escherichia coli MG1655为宿主，敲除乳糖操纵子阻遏蛋白lacI基因，将编码高丝氨酸激酶的基因thrB的表达弱化，过表达天冬氨酸激酶Ⅰ-高丝氨酸脱氢酶Ⅰ编码基因thrA、编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的基因ppc、编码吡啶核苷酸转氢酶的基因pntAB以及苏氨酸和高丝氨酸外排系统编码基因rhtA。/n

【技术特征摘要】
1.一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，所述菌株以EscherichiacoliMG1655为宿主，敲除乳糖操纵子阻遏蛋白lacI基因，将编码高丝氨酸激酶的基因thrB的表达弱化，过表达天冬氨酸激酶Ⅰ-高丝氨酸脱氢酶Ⅰ编码基因thrA、编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的基因ppc、编码吡啶核苷酸转氢酶的基因pntAB以及苏氨酸和高丝氨酸外排系统编码基因rhtA。


2.如权利要求1所述的一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，通过将thrB原启动子替换为Pflic弱启动子进行弱表达；
所述Pflic弱启动子的核苷酸序列如序列表SEQIDNO.1所示。


3.如权利要求1所述的一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，所述天冬氨酸激酶I-高丝氨酸脱氢酶I编码基因thrA、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶编码基因ppc和吡啶核苷酸转氢酶编码基因pntAB由强启动子Ptrc表达；
所述Ptrc启动子核苷酸序列如序列表SEQIDNO.2。


4.如权利要求1所述的一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，所述rhtA基因用Plpp启动子表达；
所述Plpp强启动子的核苷酸序列如序列表SEQIDNO.3所示。


5.如权利要求1所述的一种L-高丝氨酸生产菌株，其特征在于，构建方法如下：
(1)分别扩增天冬氨酸激酶I-高丝氨酸脱氢酶I编码基因thrA、编码磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的基因ppc、编码吡啶核苷酸转氢酶的基因pntAB以及编码苏氨酸和高丝氨酸外排系统的基因rhtA，并构建基因组整合片段；
(2)利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除lacI基因，替换thrB基因的启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成林，赵桂红，张宇，林蓓蓓，徐庆阳，李燕军，魏敏华，张稳杰，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12