L-氨基酸的产生方法技术

本发明专利技术涉及产生L-氨基酸的方法，包括在培养基中培养能够产生L-氨基酸并已经如此修饰而具有增强的碳酸酐酶活性的棒状杆菌型细菌以在所述培养基或所述细菌的细胞中产生并蓄积L-氨基酸，和从所述培养基或细胞收集L-氨基酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过发酵高效地产生L-氨基酸如L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、 L-精氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸和L-异亮氨酸的方法。
技术介绍
L-氨基酸主要通过使用属于短杆菌属(Brevibacterium)、棒杆菌属 (Corynebacterium)或微杆菌属(Microbacterium)白勺禾尔作棒状杆菌型细菌(coryneform bacteria)的L-氨基酸生产菌或者它们的突变菌株的发酵来工业生产(参照例如非专利文献1)。作为通过使用其它细菌菌株的发酵来生产L-氨基酸的方法，已知有下述方法 使用属于芽孢杆菌属(Bacillus)、链霉菌属(Si^ptomyces)或青霉属(Penicillium)等的微生物的方法(参照例如专利文献1)，使用属于假单胞菌属O^seudomonas)、节杆菌属(ArthrcAacter)、沙雷氏菌属(Serratia)或假丝酵母属(Candida)等的微生物的方法(参照例如专利文献2)，使用属于芽孢杆菌属、假单胞菌属、沙雷氏菌属或产气气杆菌 (Aerobacter aerogenes)(现在名为产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes))等的微生物的方法(参照例如专利文献3)，使用大肠杆菌的突变菌株的方法(参照例如专利文献4)， 等等。此外，还公开了使用属于克雷伯氏菌属(Klebsiella)、欧文氏菌属(Erwinia)、泛菌属(Pantotea)、或肠杆菌属(Enterobacter)的微生物的产生L-氨基酸的方法(参照例如专利文献5至7)。此外，已经公开了通过利用重组DNA技术增强用于生物合成L-氨基酸的酶的活性来增加L-氨基酸生产能力的多种技术。例如，据报道，在棒杆菌属或短杆菌属细菌中导入编码源自大肠杆菌(Escherichia coli)或谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) 的柠檬酸合酶的基因，对于增强棒状杆菌型细菌的L-谷氨酸生产能力是有效的(参照例如专利文献8)。此外，还据报道，将源自棒状杆菌型细菌的柠檬酸合酶基因导入属于肠杆菌属、克雷伯氏菌属、沙雷氏菌属、欧文氏菌属、或埃希氏菌属的肠杆菌科细菌，对于增强 L-谷氨酸生产能力是有效的(参照例如专利文献9)。碳酸酐酶是涉及二氧化碳和碳酸氢根相互转化的酶。据报道，大肠杆菌具有两种碳酸酐酶，即Can (碳酸酐酶2、和CynT (碳酸酐酶1)(非专利文献2和非专利文献幻。已阐明Can是β型的碳酸酐酶，是大肠杆菌在通常大气的二氧化碳分压下生长所必需的。Can 和CynT分别由yadF和cynT基因编码。还已知在谷氨酸棒杆菌中，已发现β型和Y型碳酸酐酶，且β型主要发挥功能(参见非专利文献4)。作为使用碳酸酐酶生产有用物质，已知其在从含有木素纤维素的植物原料生产乙醇中用于原料的预处理步骤的用途(参见专利文献10)。此外，据报道，在增强棒杆菌属细菌的β碳酸酐酶的研究中，未增加赖氨酸的产生量(参见非专利文献4)，而且仍然不知道 β碳酸酐酶的增强是否对物质生产有效，以及β碳酸酐酶活性与L-氨基酸生产力之间的关系。现有技术文献专利文献专利文献1美国专利第3，220，929号说明书专利文献2美国专利第3，563，857号说明书专利文献3特公昭32-9393号公报专利文献4特开平5-M4970号公报专利文献5特开2000-106869号公报专利文献6特开2000-189169号公报专利文献7特开2000-189175号公报专利文献8特公平7-1212 号公报专利文献9特开2000-189175号公报专利文献10美国专利申请公开2008/0171370号说明书非专利文献非专利文献1明石邦彦等，氨基酸发酵，学会出版中心，195 215，198非专利文献2] J. Biol. Chem，267，3731-3734，199非专禾Ij文献 3Smith K. S. , Ferry J. G.， “ Prokaryotic carbonic anhydrases" , FEMS Microbiol. Rev. ,24(4) :335-66,2000.非专利文献4Appl. Microbiol. Biotechnol.，63，592-601，2004
技术实现思路
本专利技术的目的为提供通过发酵法产生L-氨基酸，特别是L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、 L-脯氨酸、L-精氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸和L-异亮氨酸的新方法。本专利技术人为了实现上述目的，进行了勤勉的研究，其结果，发现了通过培养赋予了 L-氨基酸生产能力，并经修饰而增强了碳酸酐酶(下文中，除非另行指明，指碳酸酐酶)活性的棒状杆菌型细菌，可高效地产生L-氨基酸如L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、L-精氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸和L-异亮氨酸，从而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及如下(1) 一种产生L-氨基酸的方法，包括在培养基中培养具有L-氨基酸生产能力的棒状杆菌型细菌以在该培养基或细菌细胞中产生并蓄积L-氨基酸，并从该培养基或细胞收集L-氨基酸，其中所述棒状杆菌型细菌经修饰而增强了碳酸酐酶活性。(2)根据(1)的方法，其中所述碳酸酐酶活性是通过增加编码碳酸酐酶的基因的拷贝数，或通过修饰基因的表达调控序列来增强的。(3)根据O)的方法，其中所述编码碳酸酐酶的基因是如下(a)或(b)中定义的 DNA (a)DNA，包含SEQ ID NO 11的核苷酸编号562至1182的核苷酸序列，或SEQ ID NO 13的核苷酸序列；或(b)DNA,能够与SEQ ID NO 11的核苷酸编号562至1182的核苷酸序列或SEQ IDNO 13的核苷酸序列的互补链在严格条件下杂交，并编码具有碳酸酐酶活性的蛋白。(4)根据(1)至(3)任一项的方法，其中所述细菌进一步经修饰而赋予了 D-木糖-5-磷酸磷酸酮醇酶活性和/或果糖-6-磷酸磷酸酮醇酶活性。(5)根据(1)至(4)任一项的方法，其中所述细菌进一步经修饰而增强了磷酸转乙酰酶活性。(6)根据(1)至( 任一项的方法，其中所述细菌进一步经修饰而增强了丙酮酸羧化酶活性。(7)根据(1)至(6)任一项的方法，其中所述细菌进一步经修饰而增强了磷酸烯醇丙酮酸羧化酶活性。(8)根据⑴至(7)任一项的方法，其中所述L-氨基酸选自下组L_谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、L-精氨酸、L-亮氨酸和L-半胱氨酸。通过本专利技术的产生方法，可高效地产生L-氨基酸如L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、L-精氨酸、L-天冬酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-甲硫氨酸、L-苏氨酸和L-异亮氨酸。附图说明图1显示了以碳酸酐酶(BCA)增强株观察到的L-氨基酸蓄积量。实施本专利技术的方式以下，具体说明本专利技术<1>用于本专利技术的棒状杆菌型细菌用于本专利技术方法中的棒状杆菌型细菌是具有L-氨基酸生产能力、并经修饰而增强了碳酸酐酶活性的棒状杆菌型细菌。用于本专利技术的棒状杆菌型细菌可通过如下获得使用具有L-氨基酸生产能力的棒状杆菌型细菌为亲本株，并对其进行修饰使得其碳酸酐酶活性增强。用于本专利技术方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长彦健，中村纯，
申请(专利权)人：味之素株式会社，
类型：发明
国别省市：