L‑赖氨酸生产率提高的微生物及用其生产L‑赖氨酸的方法技术

本发明专利技术提供一种由于分泌蛋白失活而具有提高的L‑赖氨酸生产率的棒状杆菌属微生物及利用它进行的L‑赖氨酸生产方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有提高的L-赖氨酸生产率的微生物及利用它进行的L-赖氨酸生产方法。
技术介绍
在动物饲料、人类医药品及化妆品产业中使用L-赖氨酸，且通过利用棒状杆菌属菌株或埃希氏菌属菌株进行发酵而生产L-赖氨酸。近来，正在进行各种研究以开发高效生产菌株及发酵工程技术。对生产啤酒和红酒的酵母进行用于调节发酵过程中所产生的气泡的各种研究的过程中，在最近的研究中发现了影响气泡的产生的基因(AWA1、FPG1、CFG1)(ShimoiH.等，2002，Appl.Environ.Microbiol.68:2018-25；BlascoL.等，Yeast.2011，28:437-51；BlascoL.等，J.Agric.FoodChem.2012，60:10796-07)。其中，推究出了如下事实：与亲本菌株相比，在这些基因遭失活的菌株中所产生的气泡显著减少，而与此相反地，在这些基因被过量表达的菌株中所产生的气泡有所增加。在培养酵母时，通过如下的一系列过程产生气泡。首先，在发酵时所产生的微细气泡中掺杂有酵母甘露糖蛋白(mannoprotein)。此时，气泡内部被疏水性位点占据，气泡外部被亲水性位点占据。由于这种结果而导致培养液的粘性增加，不仅掺杂有多种蛋白质，而且还掺杂有细胞，从而产生气泡(SwartCW.等，FEMSYeastRes.2012，12:867-69)。在利用酵母的啤酒生产中需要产生适量的气泡，但在用于大量生产氨基酸等有用产物的微生物发酵中需要抑制气泡的产生。当在培养过程中产生过量气泡时，由于增加培养液的粘性而降低培养液内的传氧速率(OxygenTransferRate，OTR)，严重时还有可能诱发菌体的溶解(lysis)。此外，从产业层面来看，用于抑制气泡产生的过量消泡剂的使用可能会成为提高制造成本的负担因素，且有可能带来阻碍菌体生长的负面影响。鉴于此，本专利技术人以棒状杆菌属菌株为对象，筛选出影响过量气泡的产生的基因，并确认可通过从基因层面有效地控制气泡的产生而提高L-赖氨酸生产率，以致于完成本专利技术。
技术实现思路
技术问题本专利技术的目的在于提供一种具有提高的L-赖氨酸生产率的棒状杆菌属微生物。本专利技术的另一个目的在于提供一种利用上述棒状杆菌属微生物来生产L-赖氨酸的方法。技术方案为了实现如上所述的目的，本专利技术的一方面提供一种选自由序列号1、7及13的氨基酸序列组成的组中的至少一个的分泌蛋白失活的棒状杆菌属微生物。本专利技术的另一方面提供一种通过培养上述棒状杆菌属微生物而生产L-赖氨酸的方法。专利技术效果根据本专利技术的微生物为由于涉及气泡产生的分泌蛋白失活而具有提高的L-赖氨酸生产率的菌株。若利用该菌株，能够减少气泡的产生，因此在不进行工艺设备的增设或不投入附加的大量消泡剂的情况下，能够增加可培养的生产量。此外，从产业层面来看，有望实现生产的简便性及制造成本的降低等效果，从而能够有效地生产L-赖氨酸。具体实施方式下面，对本专利技术进行详细说明。作为一方面，本专利技术提供一种选自由序列号1、7及13的氨基酸序列组成的组中的至少一个的分泌蛋白失活的棒状杆菌属微生物。当用于生产L-赖氨酸的大量培养过程中产生过量气泡时，由于会增加培养液的粘性而降低培养液内的传氧速率(OxygenTransferRate，OTR)，严重时还有可能诱发菌体的溶解(lysis)。即，从抑制气泡的产生的层面来看，认为使作为气泡产生的原因的分泌蛋白失活的方式对赖氨酸的生产有利。因此，在本专利技术的一实施方式中，为了筛选作为赖氨酸生产中所不必要的气泡产生的原因的主要分泌蛋白以改善L-赖氨酸生产发酵工艺，培养谷氨酸棒状杆菌KCCM11016P(上述微生物曾以KFCC10881被公开之后，被重新保藏于布达佩斯条约下的国际保藏机构，并且授予的登记号为KCCM11016P；韩国授权专利第10-0159812号)之后，通过仅分离发酵过程中生成的气泡而确保了缩氨酸。通过对这样确保的缩氨酸进行分析而从中选择检测量相对最多的三种蛋白质，筛选出由编号为NCgl0336、NCgl0717及NCgl2912(由NCBI(美国国家生物技术信息中心)针对谷氨酸棒状杆菌ATCC13032所赋予的编号)的基因编码的缩氨酸。在本专利技术中，由上述NCgl0336基因编码的缩氨酸为棒状杆菌属微生物内存在的酯酶。具体而言，上述缩氨酸可包含序列号1的氨基酸，且只要是作为本专利技术中公开的分泌蛋白而具有酯酶活性的蛋白质，对上述序列号1的氨基酸序列具有80％以上的同源性的氨基酸序列、优选为具有90％以上的同源性的氨基酸序列、更优选为具有95％以上的同源性的氨基酸序列、特别优选为具有97％以上的同源性的氨基酸序列也包含在本专利技术中。此外，由于微生物的物种或菌株的不同而在呈现上述活性的蛋白质的氨基酸序列之间有可能存在差异，因此并不限于此。只要是作为与上述序列具有同源性的序列而实质上具有与序列号1的氨基酸序列相同或相应的生物学活性的氨基酸序列，则即使是存在部分序列的缺失、变形、置换或附加的氨基酸序列也属于本专利技术的范围，这是显而易见的。在本专利技术中，上述NCgl0336基因具有序列号2的核苷酸序列，且对上述序列号2的核苷酸序列具有80％以上的同源性的核苷酸序列、优选为具有90％以上的同源性的核苷酸序列、更优选为具有95％以上的同源性的核苷酸序列、特别优选为具有97％以上的同源性的核苷酸序列也包含在本专利技术中。此外，起因于基因密码的简并性(geneticcodedegeneracy)，对相同氨基酸序列进行编码的上述序列的变异体也包含在本专利技术中。此外，对本专利技术的NCgl0336进行编码的多核苷酸在严格条件(stringentconditions)下可与序列号2的核苷酸序列或源于上述核苷酸序列的探针(probe)杂交，并且该多核苷酸可以是对正常发挥功能的NCgl0336进行编码的变异型。在本专利技术中，由上述NCgl0717基因编码的缩氨酸为棒状杆菌属微生物内存在的酯酶。具体而言，上述缩氨酸可包含序列号7的氨基酸，且只要是作为本专利技术中公开的分泌蛋白而具有酯酶活性的蛋白质，对上述序列号7的氨基酸序列具有80％以上的同源性的氨基酸序列、优选为具有90％以上的同源性的氨基酸序列、更优选为具有95％以上的同源性的氨基酸序列、特别优选为具有97％以上的同源性的氨基酸序列也包含在本专利技术中。此外，由于微生物的物种或菌株的不同而在呈现上述活性的蛋白质的氨基酸序列之间有可能存在差异，因此并不限于此。只要是作为与上述序列具有同源性的序列而实质上具有与序列号7的氨基酸序列相同或相应的生物学活性的氨基酸序列，则即使是存在部分序列的缺失、变形、置换或附加的氨基酸序列也属于本专利技术的范围，这是显而易见的。在本专利技术中，上述NCgl0717基因具有序列号8的核苷酸序列，且对上述序列号8的核苷酸序列具有80％以上的同源性的核苷酸序列，优选为具有90％以上的同源性的核苷酸序列、更优选为具有95％以上的同源性的核苷酸序列、特别优选为具有97％以上的同源性的核苷酸序列也包含在本专利技术中。此外，起因于基因密码的简并性(geneticcodedegeneracy)，对相同氨基酸序列进行编码的上述序列的变异体也包含在本专利技术中。此外，对本专利技术的NCgl0717进行编码的多核苷酸在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种棒状杆菌属微生物，其中，在所述棒状杆菌属微生物中，选自由序列号1、7及13的氨基酸序列组成的组中的至少一个的分泌蛋白失活，且所述棒状杆菌属微生物生产L‑赖氨酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 KR 10-2014-00551021.一种棒状杆菌属微生物，其中，在所述棒状杆菌属微生物中，选自由序列号1、7及13的氨基酸序列组成的组中的至少一个的分泌蛋白失活，且所述棒状杆菌属微...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·李，文准玉，金亨俊，柳松基，
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