【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微生物，尤其涉及一种提高细菌的氨基酸生产能力的方法。
技术介绍
1、赖氨酸在饲料、医药、食品、化工等领域具有重要的应用价值，因此提高细菌生产赖氨酸的能力具有重要意义。谷氨酸棒杆菌是目前重要的赖氨酸生产菌。
2、为提高赖氨酸生产能力，对生产菌种的改造策略包括基于代谢路径的理性改造、非理性的诱变和进化筛选等。目前赖氨酸的菌种改造主要集中在中心碳代谢途径和赖氨酸终端代谢途径。为进一步提升赖氨酸的生产效率，仍需要挖掘有利于细菌合成、积累赖氨酸的靶点。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种提高细菌的氨基酸生产能力的方法。
2、本专利技术以开发高产赖氨酸的菌种为目的，在研发过程中发现，敲除ncgl1815基因能够显著促进赖氨酸的积累，提升菌株的赖氨酸生产能力。
3、基于上述发现，本专利技术提供以下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供ncgl1815基因或其同源基因、ncgl1815基因或其同源基因的抑制因子或ncgl1815基因或其同源基因的编码蛋白的以下任一种应用：
5、(1)在构建用于生产赖氨酸或其衍生物的微生物中的应用；
6、(2)在微生物发酵生产赖氨酸或其衍生物中的应用；
7、(3)在提高微生物生产赖氨酸或其衍生物的产量中的应用。
8、ncgl1815基因是谷氨酸棒杆菌中编码一种假定蛋白的基因，其编码蛋白为含有重复lgfp的蛋白(lgfp repeat-containing
9、具体而言，ncgl1815的同源基因是指其他株、种或属的细菌中存在的与ncgl1815功能相似、具有较高同源性的基因。ncgl1815的同源基因与ncgl1815基因的编码蛋白的相似性优选为至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或至少99.5％。
10、本专利技术中，所述基因的抑制因子是指能够弱化基因表达的物质，这些物质包括核酸(例如sgrna、干扰rna等)、蛋白(例如阻遏蛋白等)、化合物等。
11、优选地，所述应用通过降低seq id no.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性实现。
12、本专利技术中，降低表达量和/或酶活性可通过以下(1)～(3)中的任意一种或多种方式实现：
13、(1)对所述基因进行突变以使其表达量降低；
14、(2)采用具有更低转录或翻译活性的元件调控所述基因的转录或翻译，使其表达量降低；
15、(3)对所述基因进行突变，使得其编码蛋白的序列发生改变，以使得其编码蛋白的酶活性降低。
16、上述降低可为弱化或失活。所述表达量和/或酶活性的降低为与修饰前相比，降低至少30％，至少50％，至少70％，至少90％或者完全丧失。
17、上述(1)中，所述突变可为将所述基因的起始密码子突变为除atg以外的其它起始密码子(例如：gtg或ttg)，或者对所述基因的编码区进行一个或多个碱基的缺失、插入或替换，使得所述基因的表达量降低，甚至不再表达。
18、上述(2)中，具有更低活性是指与所述基因的原始转录或翻译元件相比，活性更低。
19、其中，转录元件包括启动子、增强子等；翻译元件包括核糖体结合位点、5’-utr等。
20、优选地，以上所述的应用为通过失活微生物中的seq id no.1所示蛋白或其同源蛋白的编码基因实现。
21、上述应用中，所述微生物为棒杆菌属、埃希氏菌属或芽孢杆菌属细菌。
22、优选地，所述微生物为棒杆菌属细菌，更优选为谷氨酸棒杆菌。
23、本专利技术通过实验验证表明，在谷氨酸棒杆菌中失活ncgl1815基因，谷氨酸棒杆菌的赖氨酸产量显著提高。
24、此外，本专利技术还发现，上述seq id no.1所示蛋白的改造可与醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性降低的改造配合作用，进一步显著提高赖氨酸产量，产生叠加的意外效果。
25、谷氨酸棒杆菌是好氧细菌，当环境中氧气不充分时，会将部分碳源代谢生成有机酸，比如乙酸或乳酸，用以平衡细胞内的氧化还原状态。谷氨酸棒杆菌中的乳酸代谢和乙酸代谢均有多个酶参与，并且受转录因子的调控，代谢反应较为复杂。乳酸脱氢酶主要参与生物体中乳酸的合成和分解代谢。谷氨酸棒杆菌中有三种形式的乳酸脱氢酶，其中，醌依赖的l-乳酸脱氢酶(lldd)，由ncgl2817编码，可催化l-乳酸生成丙酮酸。谷氨酸棒杆菌中涉及乙酸的合成和代谢的也有多个酶促反应，其中，乙酸激酶(ack)由ncgl2656基因编码，催化乙酸生成乙酰磷酸，并且反应是双向的；磷酸转乙酰基酶(pta)由ncgl2657基因编码，催化乙酰磷酸生成乙酰辅酶a，并且反应也是双向的。
26、优选地，所述应用还包括：降低微生物中选自醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述应用还包括降低微生物中的醌依赖的l-乳酸脱氢酶的表达量和/或酶活性。
28、在本专利技术的一些实施方式中，所述应用还包括降低微生物中的醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶和磷酸转乙酰基酶的表达量和/或酶活性。
29、优选地，上述表达量和/或酶活性降低通过失活所述酶的编码基因实现。
30、对于谷氨酸棒杆菌而言，醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶分别由ncgl2817、ncgl2656和ncgl2657基因编码，其核苷酸序列分别如seq id no.3、4、5所示。
31、第二方面，本专利技术提供一种修饰的棒杆菌属微生物，所述修饰的棒杆菌属微生物中seq id no.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性降低。
32、优选地，所述修饰的棒杆菌属微生物还包括以下修饰：选自醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性降低。
33、以上所述的降低表达量和/或酶活性可通过以下(1)～(3)中的任意一种或多种方式实现：
34、(1)对所述基因进行突变以使其表达量降低；
35、(2)采用具有更低转录或翻译活性的元件调控所述基因的转录或翻译，使其表达量降低；
36、(3)对所述基因进行突变，使得其编码蛋白的序列发生改变，以使得其编码蛋白的酶活性降低。
37、上述降低可为弱化或失活。
38、上述(1)中，所述突本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.NCgl1815基因或其同源基因、NCgl1815基因或其同源基因的抑制因子或NCgl1815基因或其同源基因的编码蛋白的以下任一种应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用通过降低SEQ ID NO.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性实现。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述微生物为棒杆菌属、埃希氏菌属或芽孢杆菌属细菌。
4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述应用还包括：降低微生物中选自醌依赖的L-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性。
5.一种修饰的棒杆菌属微生物，其特征在于，所述修饰的棒杆菌属微生物中SEQ IDNO.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性降低。
6.根据权利要求5所述的修饰的棒杆菌属微生物，其特征在于，所述修饰的棒杆菌属微生物中，选自醌依赖的L-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性降低。
7.根据权利要求5或6所述的修饰的棒杆菌属微生物，其特征在于，
8.权利要求5～7任一项所述的修饰的棒杆菌属微生物的构建方法，其特征在于，所述方法包括：修饰棒杆菌属微生物以使得SEQ ID NO.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性降低。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述SEQ ID NO.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性降低通过失活其编码基因实现。
10.一种发酵生产赖氨酸或其衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.ncgl1815基因或其同源基因、ncgl1815基因或其同源基因的抑制因子或ncgl1815基因或其同源基因的编码蛋白的以下任一种应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用通过降低seq id no.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性实现。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述微生物为棒杆菌属、埃希氏菌属或芽孢杆菌属细菌。
4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述应用还包括：降低微生物中选自醌依赖的l-乳酸脱氢酶、乙酸激酶、磷酸转乙酰基酶中的一种或多种酶的表达量和/或酶活性。
5.一种修饰的棒杆菌属微生物，其特征在于，所述修饰的棒杆菌属微生物中seq idno.1所示蛋白或其同源蛋白的表达量和/或酶活性降低。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡丹，王亚迪，冯帆，赵津津，李岩，
申请(专利权)人：廊坊梅花生物技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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