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专利号: 201910435397X
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种高产L-半胱氨酸的基因工程菌,由如下方法构建而成:

(1)将底盘菌E.coli W3110基因组中的serA基因、serB基因和serC基因的启动子更换为trc启动子,得到E.coli W3110 serA serB serC(trc);

(2)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serA serB serC(trc)中serA基因编码的氨基酸进行H344A/N346A/N364A点突变,得到对胞内丝氨酸浓度耐受性增强的E.coli W3110 serAfbr serB serC;

(3)将E.coli serAfbrserB serC(trc)基因组中的sdaA基因、sdaB基因和tdcG基因敲fbr

除,得到E.coli W3110 serA  serB serC(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(4)将E.coli W3110 serAfbr serB serC(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG的cysE基因启动子替换为trc启动子,增强cysE基因表达,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC cysE(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

fbr

(5)将E.coli W3110 serA serB serC cysE(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG中cysE基因编码的氨基酸进行T167A/G245S点突变,得到对胞内半胱氨酸浓度耐受性增强的E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(6)将E.coli W3110 serAfbrserA serB serC cysEfbr(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG的cysB基因启动子替换为trc启动子,增强cysB基因表达,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(7)将E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG基因组中的Tnaa基因和Yham基因敲除,得到E.coli W3110 serAfbrserA serB serC cysEfbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham;

(8)将来自Escherichia coli W3110的eama基因与利用XbaI和PstI限制性内切酶处理的pTrc99A进行连接,得到pTrc99A/eama,与来自E.coli W3110 serAfbrserA serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham的点突变后的cysE基因拼接,得到Ptrc99A/eama/cysEfbr;

(9)将质粒Ptrc99A/eama/cysEfbr转入E.coli W3110 serAfbr serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham感受态细胞中,得到重组基因工程菌W3110 serAfbrserA serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham Ptrc99A/eama/cysEfbr;

(10)将重组基因工程菌W3110 serAfbrserA serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham Ptrc99A/eama/cysEfbr基因组中的yciW基因敲除,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham ΔyciW Ptrc99A/eama/cysEfbr,即所述高产L-半胱氨酸的基因工程菌。

2.如权利要求1所述的基因工程菌,其特征在于所述基因工程菌为Escherichia coli MCYS-7,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国武汉武汉大学,邮编430072,保藏编号:CCTCC NO:M 2019108,保藏日期2019年2月22日。

3.构建权利要求1或2所述基因工程菌的方法,所述方法包括:

(1)应用CRISPR-Cas9基因编辑将底盘菌E.coli W3110基因组中的serA基因、serB基因和serC基因的启动子更换为trc启动子,得到E.coli W3110 serA serB serC(trc);

(2)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serA serB serC(trc)中serA基因编码的氨基酸进行H344A/N346A/N364A点突变,得到对胞内丝氨酸浓度耐受性增强的E.coli W3110 serAfbr serB serC;

(3)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serAfbrserB serC(trc)基因组中的sdaA基因、sdaB基因和tdcG基因敲除,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(4)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serAfbr serB serC(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG的cysE基因启动子替换为trc启动子,增强cysE基因表达,得到E.coli W3110 serA serB serC cysE(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(5)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serAfbr serB serC(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG中cysE基因编码的氨基酸进行T167A/G245S点突变,得到对胞内半胱氨酸浓度耐受性增强的E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

fbr fbr

(6)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serA  serB serC cysE (trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG的cysB基因启动子替换为trc启动子,增强cysB基因表达,得到E.coli W3110 serAfbrserB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG;

(7)应用CRISPR-Cas9基因编辑将E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG基因组中的Tnaa基因和Yham基因敲除,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham;

(8)将来自Escherichia coli W3110的eama基因与利用XbaI和PstI限制性内切酶处理的pTrc99A进行连接,得到pTrc99A/eama,与来自E.coli W3110 serAfbr serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham的点突变后的cysE基因拼接,得到Ptrc99A/eama/cysEfbr;

(9)将质粒Ptrc99A/eama/cysEfbr转入E.coli W3110 serAfbr serA serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham感受态细胞中,得到重组基因工程菌W3110 serAfbr serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham Ptrc99A/eama/cysEfbr;

(10)将重组基因工程菌W3110 serAfbrserA serB serC cysE fbrcysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham Ptrc99A/eama/cysEfbr基因组中的yciW基因敲除,得到E.coli W3110 serAfbr serB serC cysEfbr cysB(trc)ΔsdaA ΔsdaB ΔtdcG ΔTnaa ΔYham ΔyciW Ptrc99A/eama/cysEfbr,即所述高产L-半胱氨酸的基因工程菌。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:所述trc启动子核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

5.权利要求1所述基因工程菌在微生物发酵制备L-半胱氨酸中的应用。

6.如权利要求5所述的应用,其特征在于所述应用为:将所述基因工程菌菌株接种至发酵培养基中,30~37℃、100~200rpm条件下进行发酵培养48h以上,发酵结束后取发酵液上清分离纯化得到L-半胱氨酸。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于所述发酵培养基组成如下:葡萄糖20g/L、(NH4)2SO4 16g/L、KH2PO4 1g/L、酵母提取物2g/L、CaCO3 10g/L、1ml/L微量元素溶液,溶剂为水,pH值自然;其中微量元素溶液组成为:0.15g/L Na2MoO4·2H2O、2.5g/L Na3BO3、0.7g/L CoCl2·6H2O、0.25g/L CuSO4·5H2O、1.6g/L MnCl2·4H2O、0.3g/L ZnSO4·7H2O,溶剂为水,pH值7.0。