一种微生物发酵生产组氨酸的方法及应用技术

本发明专利技术公开了通过微生物发酵生产组氨酸的方法。该方法主要通过提高微生物中ATP磷酸核糖基转移酶的作用，阻断嘌呤阻抑蛋白，以更高效率和更高产量生产组氨酸。高效率和更高产量生产组氨酸。高效率和更高产量生产组氨酸。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物发酵生产组氨酸的方法及应用


[0001]本专利技术涉及一种高产组氨酸基因工程大肠杆菌菌株及其构建方法，以及使用其菌株发酵生产组氨酸的方法。本专利技术还涉及用于从发酵过程中回收组氨酸的方法。属于医药、食品和饲料领域。

技术介绍

[0002]L
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组氨酸(L
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Histidine)，工业上一般为盐酸盐形式。盐酸组氨酸为无色结晶或白色结晶性粉末；几乎无臭，味微咸；水溶液显酸性反应。易溶于水，不溶于乙醇、乙醚或氯仿。熔点249～253℃。
[0003]L
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组氨酸传统的制备方法是以血红蛋白为原料，盐酸水解后用离子交换树脂进行柱层析分离，再用盐酸重结晶而得。常规手段是：从猪血、牛血中提取。猪血经喷雾干燥制得血粉，经盐酸水解后，将含有L
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组氨酸的洗脱液，浓缩至出现结晶，趁热用盐酸调至pH为2.5，立即加入2倍于溶液量的乙醇，静置，沉淀，过滤，即得L
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组氨酸盐酸盐粗品，经脱色、重结晶、干燥得成品。
[0004]近年来，L
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过微生物发酵生产组氨酸的方法，该方法包括：A)在发酵培养基中培养微生物，所述微生物包含至少一种能提高微生物中ATP磷酸核糖基转移酶(ATP Phosphoribosyl Transferase，hisG)作用的遗传修饰；和B)收集从培养步骤A)中产生的组氨酸。2.如权利要求1所述的方法，其中，提高微生物中ATP磷酸核糖基转移酶作用的遗传修饰选自a)微生物中ATP磷酸核糖基转移酶的酶活性增加；和/或b)微生物中ATP磷酸核糖基转移酶被过量表达；优选，微生物用至少一种包含至少一种能提高微生物中ATP磷酸核糖基转移酶作用的遗传修饰的重组核酸分子转化。3.如权利要求2所述的方法，其中，微生物用至少一种包含编码ATP磷酸核糖基转移酶的核酸序列的重组核酸分子转化；优选，编码ATP磷酸核糖基转移酶的核酸序列含有至少一种增加ATP磷酸核糖基转移酶的酶活性的遗传修饰；进一步优选，所述遗传修饰包括在对应于氨基酸序列SEQ ID NO：12的下述位置处的取代中的一种或多种：第232位组氨酸被亮氨酸取代、第252位苏氨酸被丝氨酸取代和第271位谷氨酸被甘氨酸取代；更优选，编码ATP磷酸核糖基转移酶的核酸序列为SEQ ID NO:11；优选，所述的ATP磷酸核糖基转移酶具有与SEQ ID NO:12的氨基酸序列至少约30％相同，优选至少约50％相同，进一步优选至少约70％相同，进一步优选至少约80％相同，更进一步优选至少约90％相同，最优选至少约95％相同的氨基酸序列，其中所述的ATP磷酸核糖基转移酶具有酶活性；进一步优选，所述的ATP磷酸核糖基转移酶具有SEQ ID NO:12的氨基酸序列；进一步优选，重组核酸分子中编码ATP磷酸核糖基转移酶的基因拷贝数增加；进一步优选，重组核酸分子中包含内源性天然启动子或具有比内源性天然启动子更高表达水平的启动子；优选，具有比内源性天然启动子更高表达水平的启动子选自HCE启动子、gap启动子、trc启动子、T7启动子；进一步优选，具有比内源性天然启动子更高表达水平的启动子为trc启动子。4.如权利要求2所述的方法，其中，微生物包括至少一种对编码ATP磷酸核糖基转移酶的基因的内源性天然启动子的遗传修饰；优选，编码ATP磷酸核糖基转移酶的基因的内源性天然启动子被具有更高表达水平的启动子替换；进一步优选，具有更高表达水平的启动子选自HCE启动子、gap启动子、trc启动子、T7启动子；最优选，具有更高表达水平的启动子为trc启动子。5.如权利要求1
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4任一项所述的方法，其中，所述微生物进一步包含至少一种能降低微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR作用的遗传修饰。6.如权利要求5所述的方法，其中，微生物用至少一种包含至少一种能降低微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR作用的遗传修饰的重组核酸分子转化；优选，降低微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR作用的遗传修饰选自编码微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR的内源性基因的部分或完全缺失、或部分或完全失活，和/或编码微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR基因的内源性天然启动子的部分或完全缺失、或部分或完全失活；更优选，降低微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR作用的遗传修饰为编码微生物中嘌呤阻抑蛋白PurR的内源性基
因完全缺失，即被删除。7.如权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中，重组核酸分子被装入质粒中或重组核酸分子被整合到微生物的基因组中。8.如权利要求1
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7中任一项所述的方法，其中，所述重组核酸分子的表达是可诱导的；优选，所述重组核酸分子的表达可由乳糖诱导。9.如权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中，所述培养步骤A)在约20℃
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约45℃进行；优选，在约33℃
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约37℃进行；优选，所述培养步骤A)在约pH4.5
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约pH8.5进行；优选在约pH6.7
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约pH7.2进行；优选，所述培养步骤A)采用常规发酵培养基；进一步优选，发酵培养基中包含碳源；进一步优选，发酵培养基中包含氮源；进一步优选，发酵培养基中包含碳源和氮源；进一步优选，发酵培养基中包含碳源、氮源和无机盐；更进一步优选，各种碳源包括有机碳源和/或无机碳源；优选，碳源选自葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、糊精、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹季虹，
申请(专利权)人：南京寿柏生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：