【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及分子生物学，具体涉及一种提高精氨酸产量的工程菌、生物材料及其应用。
技术介绍
1、l-精氨酸是生物体内的一种半必需碱性氨基酸，人体虽能够合成精氨酸，但通常不能满足正常的需要，是尿素循环途径中重要代谢产物之一，可把高浓度的氨转换为尿素随尿液排出，从而有效解除血氨中毒。l-精氨酸是一氧化氮的自然前体物质，在一氧化氮信号途径中通过一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，nos)的催化生成一氧化氮和瓜氨酸，从而具有松弛血管平滑肌的功能。l-精氨酸在营养免疫，抗肿瘤，治疗炎症以及伤口愈合方面都具有良好的疗效，可用来制作氨基酸药物，如氨基酸注射液、氨基酸口服液、氨基酸制剂等。此外，由于l-精氨酸具有耐缺氧，抗疲劳等功效，可用于制造功能性食品，提高运动员，部队士兵的整体素质。还可以应用于食品补充剂、临床营养制剂等。目前精氨酸生产菌株的升级主要通过合成途径强化、代谢网络的改造(分支途径的改造，阻断脯氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺的合成，减少代谢流的损失；辅助因子优化，强化ppp途径)以及促进精氨酸的胞外运输等方面来进行。随着合成生物学手段的不断发展，越来越多的代谢工程策略应用于构建精氨酸高效生产的细胞工厂。然而，关注于代谢途径的理性改造虽然目的明确，效果显著，但由于微生物是一个复杂的系统，已知的代谢网络或改造思路并不能进一步达到快速提高产量的目的。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术通过对菌株的耐受性筛选获得了一株能够耐受高浓度精氨酸的菌株，在对菌株的基因组测序
2、本专利技术一方面保护一种提高精氨酸产量的工程菌，其经过对出发菌的fade、pepn、mngr表达盒进行直接改造，或将改造后的fade、pepn、mngr表达盒导入所述出发菌，获得精氨酸产量提高的工程菌；所述改造为任何能够强化fade和/或pepn蛋白功能应用的方法及其组合和/或任何能够弱化mngr蛋白表达水平的方法及其组合。
3、对于上文所述的技术方案，进一步优选的，所述的改造方式选自下述至少一种技术手段：
4、a在所述出发菌中，对所述fade和/或pepn蛋白进行的改造为如下任一：
5、(a1)对fade蛋白进行两个氨基酸位点的突变，分别是a140t，l171i，获得突变蛋白fadea140t，l171i，其氨基酸序列如seq id no.1所示；
6、(a2)对pepn蛋白进行三个氨基酸位点的突变，分别是q4n，d419e，v509a，获得突变蛋白pepnq4n，d419e，v509a，其氨基酸序列如seq id no.2所示；
7、(a3)以高拷贝质粒为载体，对fade蛋白、pepn蛋白、fadea140t，l171i突变蛋白和/或pepnq4n，d419e，v509a突变蛋白的编码基因进行过表达；
8、(a4)将基因组中fade蛋白、pepn蛋白、fadea140t，l171i突变蛋白和/或pepnq4n，d419e，v509a突变蛋白编码基因的启动子替换为强启动子；
9、(a5)提高fade蛋白、pepn蛋白、fadea140t，l171i突变蛋白和/或pepnq4n，d419e，v509a突变蛋白编码基因转录的mrna的稳定性；
10、b在所述出发菌中，对所述mngr蛋白进行的改造为如下任一：
11、(b1)敲除出发菌中mngr蛋白的编码基因；
12、(b2)对mngr蛋白进行两个氨基酸位点的突变，分别对应q49n和r131k，获得mngr的突变蛋白mngrq49n，r131k，其氨基酸序列如seq id no.3所示；
13、(b3)在基因组上将mngr蛋白或mngrq49n，r131k突变蛋白编码基因的启动子替换为弱启动子；
14、(b4)抑制mngr蛋白或mngrq49n，r131k突变蛋白编码基因转录得到的mrna的翻译效率或降低其稳定性。
15、对于上文所述的技术方案，进一步优选的，所述的出发菌选自大肠杆菌，谷氨酸棒杆菌，枯草芽孢杆菌，酵母细胞中任意一种。
16、对于上文所述的技术方案，进一步优选的，所述的出发菌选自菌株突变菌株iberq，突变菌株iberq-115，大肠埃希菌nissle1917，大肠杆菌bl21，大肠杆菌hb101，大肠杆菌jm109，大肠杆菌dh10b或大肠杆菌mg1655中的一种。
17、对于上文所述的技术方案，进一步优选的，所述的出发菌选自菌株谷氨酸棒杆菌atcc13002、谷氨酸棒杆菌atcc14067、乳酸发酵短杆菌(brevibacterium lactofermentum)atcc 21798、乳酸发酵短杆菌atcc 21799、乳酸发酵短杆菌atcc 21800、乳酸发酵短杆菌atcc21801、乳酸发酵短杆菌atcc 21086、黄色短杆菌atcc 21475、黄色短杆菌atcc 21127、黄色短杆菌atcc 21128、黄色短杆菌atcc 21129、黄色短杆菌atcc 21474、黄色短杆菌atcc21493、黄色短杆菌atcc 21406、黄色短杆菌atcc 21605、产氨短杆菌(brevibacteriumammoniagones)atcc 19355、嗜乙酰乙酸棒杆菌(corynebacterium acetoacidophilum)atcc 21476、嗜乙酰乙酸棒杆菌atcc 21407、谷氨酸棒杆菌atcc 21831、谷氨酸棒杆菌atcc13286、谷氨酸棒杆菌atcc 21659、谷氨酸棒杆菌atcc 21339、醋谷棒杆菌(corynebacterium acctoglutamicum)atcc21491及它们的混合物中的一种。
18、本专利技术的另一方面在于保护一种生物材料，其选自下述中的至少一种：
19、(i)蛋白：fadea140t，l171i、pepnq4n，d419e，v509a和/或mngrq49n，r131k突变体蛋白；
20、(ii)基因：fadea140t，l171i、pepnq4n，d419e，v509a和/或mngrq49n，r131k突变体蛋白的编码基因；
21、(iii)表达盒：含有所述fadea140t，l171i、pepnq4n，d419e，v509a和/或mngrq49n，r131k突变体蛋白的编码基因的表达盒或者含有所述dna片段的表达盒；
22、(iv)重组载体：含有所述fadea140t，l本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种提高精氨酸产量的工程菌，其特征在于：经过对出发菌的FadE、pepN、MngR表达盒进行直接改造，或将改造后的FadE、pepN、MngR表达盒导入所述出发菌，获得精氨酸产量提高的工程菌；所述改造为任何能够强化FadE和/或pepN蛋白功能应用的方法及其组合和/或任何能够弱化MngR蛋白表达水平的方法及其组合。
2.根据权利要求1所述的工程菌，其特征在于：所述的改造方式选自下述至少一种技术手段：
3.根据权利要求1所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自大肠杆菌，谷氨酸棒杆菌，枯草芽孢杆菌，酵母细胞中任意一种。
4.根据权利要求3所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自菌株突变菌株IBERQ，突变菌株IBERQ-115，大肠埃希菌Nissle1917，大肠杆菌BL21，大肠杆菌HB101，大肠杆菌JM109，大肠杆菌DH10B或大肠杆菌MG1655中的一种。
5.根据权利要求3所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自菌株谷氨酸棒杆菌ATCC13002、谷氨酸棒杆菌ATCC14067、乳酸发酵短杆菌(Brevibacte
6.一种生物材料，其特征在于：选自下述中的至少一种：
7.一种生物材料的应用，其特征在于：选自下述中的至少一种：
8.根据权利要求6中所述的应用，其特征在于：
9.根据权利要求8中所述的应用，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种提高精氨酸产量的工程菌，其特征在于：经过对出发菌的fade、pepn、mngr表达盒进行直接改造，或将改造后的fade、pepn、mngr表达盒导入所述出发菌，获得精氨酸产量提高的工程菌；所述改造为任何能够强化fade和/或pepn蛋白功能应用的方法及其组合和/或任何能够弱化mngr蛋白表达水平的方法及其组合。
2.根据权利要求1所述的工程菌，其特征在于：所述的改造方式选自下述至少一种技术手段：
3.根据权利要求1所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自大肠杆菌，谷氨酸棒杆菌，枯草芽孢杆菌，酵母细胞中任意一种。
4.根据权利要求3所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自菌株突变菌株iberq，突变菌株iberq-115，大肠埃希菌nissle1917，大肠杆菌bl21，大肠杆菌hb101，大肠杆菌jm109，大肠杆菌dh10b或大肠杆菌mg1655中的一种。
5.根据权利要求3所述的工程菌；其特征在于：所述的出发菌选自菌株谷氨酸棒杆菌atcc13002、谷氨酸棒杆菌atcc14067、乳酸发酵短杆菌(brevibacterium lactofermentum)atcc 21798、乳酸发酵短杆菌atcc 21799、乳酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：范超，齐佳琨，洪皓，刘军，陈剑彬，吴文忠，
申请(专利权)人：大连医诺生物股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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