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专利号: 2021112954646
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
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摘要:

权利要求书:

1.一种高产D‑泛酸的基因工程菌,其特征在于所述基因工程菌是以E.coliW3110Trc‑a b c

panCpanEpanBilvC/ilvG/ΔavtA/ilvE/coaAΔilvATrc‑lpdΔglk为出发菌株,回补ilvA基因,将ilvE的起始密码子GTG突变成TTG,再分别将serA、glyA、ilvB、ilvN、pntA、pntB、cyo基因的 启动子替换为Trc启动子 ,最后过表达来源于谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)ATCC 13032的基因panB和基因panC构建而成;a表示ilvG基因的976‑979碱基突变成ATC;b表示ilvE基因的起始密码子ATG突变成GTG;c表示coaA基因的316‑318位碱CGT基突变成GCT。

2.如权利要求1所述的基因工程菌,其特征在于所述ilvA基因核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示;所述ilvE基因核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;所述serA基因核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示;所述glyA基因核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示;所述ilvB基因核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示;所述ilvN基因核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示;所述pntA基因核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示;所述pntB基因核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示;所述cyo基因基因核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示;所述panB基因核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示;所述panC基因核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示。所述Trc启动子基因核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示。

3.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按如下方法构建:a

(1)回补ilvA基因:以出发菌株E.coli W3110 Trc‑panCpanEpanBilvC/ilvG /ΔavtA/b c

ilvE/coaAΔilvATrc‑lpdΔglk)为模板,分别以L‑ilvA‑F/L‑ilvA‑R和R‑ilvA‑F/R‑ilvA‑R为引物,扩增基因供体donor DNA;以E.coli W3110的基因组为模板,以T‑ilvA‑F和T‑ilvA‑R引物扩增得到ilvA片段;以pTarget质粒为模板,以pTarget‑ilvA‑F和pTarget‑ilvA‑R为引物扩增质粒并线性化处理得到线性化pTarget‑ilvA质粒;将donor DNA、ilvA片段和线性化pTarget‑ilvA质粒连接后转化出发菌株电转感受态细胞,消除pTarget和pCas9*

质粒,构建菌株DPA11(ilvA),记为菌株DPA12;所述出发菌株记为菌株DPA11;

(2)ilvE的起始密码子突变:以pTarget质粒为模板,以pTarget‑ilvE‑F和pTarget‑ilvE‑R为引物扩增质粒并线性化处理得到线性化质粒pTarget‑ilvE;以出发菌株基因组为模板,以引入突变的起始密码子TGG的L‑ilvE‑F/L‑ilvE‑R和R‑ilvE‑F/R‑ilvE‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑ilvE与上下游donor DNA连接,利用引物T‑ilvE‑F/T‑ilvE‑R测序成功后转化菌株DPA12电转感受态细胞,消除pTarget和pCas9质* **

粒,构建菌株DPA11(ilvAilvE ),记为菌株DPA13;

(3)serA启动子替换:以pTarget作为模板,以pTarget‑serA‑F和pTarget‑serA‑R为引物扩增质粒并线性化处理,获得线性化质粒pTarget‑serA;以出发菌株基因组为模板,以L‑serA‑F/L‑serA‑R和R‑serA‑F/R‑serA‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑serA与上下游donor DNA连接,通过引物T‑serA‑F/T‑serA‑R测序成功后转化菌株* **

DPA13电转感受态细胞并消除质粒pTarget和pCas9,构建菌株DPA11(ilvA ilvE Trc‑serA),记为菌株DPA14;

(4)glyA启动子替换:以pTarget作为模板,以pTarget‑glyA‑F和pTarget‑glyA‑R为引物扩增质粒并进行线性化处理获得线性化质粒pTarget‑glyA;以出发菌株基因组为模板,以L‑glyA‑F/L‑glyA‑R和R‑glyA‑F/R‑glyA‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑glyA和上下游donor DNA连接,通过引物T‑glyA‑F/T‑glyA‑R测序成功后转化* **

菌株DPA14电转感受态细胞并消除质粒pTarget和pCas9,构建菌株DPA11(ilvAilvE Trc‑serATrc‑glyA),记为菌株DPA15;

(5)ilvB、ilvN的启动子替换:以pTarget作为模板,以pTarget‑ilvBN‑F和pTarget‑ilvBN‑R为引物扩增质粒并进行线性化处理获得线性化质粒pTarget‑ilvBN;以出发菌株基因组为模板,以L‑ilvBN‑F/L‑ilvBN‑R和R‑ilvBN‑F/R‑ilvBN‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑ilvBN和上下游donor DNA连接,通过引物T‑glyA‑F/T‑glyA‑R测序成功后转化菌株DPA15电转感受态细胞并消除质粒pTarget和pCas9,构建菌株* **

DPA11(ilvAilvE Trc‑serATrc‑glyATrc‑ilvBN),记为菌株DPA16;

(6)pntA、pntB的启动子替换:以pTarget作为模板,以pTarget‑pntAB‑F和pTarget‑pntAB‑R为引物扩增质粒并进行线性化处理获得线性化质粒pTarget‑pntAB;以出发菌株基因组为模板,以L‑pntAB‑F/L‑pntAB‑R和R‑pntAB‑F/R‑pntAB‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑pntAB与上下游donor DNA连接,通过引物T‑pntAB‑F/T‑pntAB‑R测序成功后转化菌株DPA16电转感受态细胞并消除质粒pTarget和pCas9,构建菌株* *

DPA11(ilvAilvETrc‑serATrc‑glyATrc‑ilvBNTrc‑pntAB),记为菌株DPA17;

(7)cyo启动子的替换:以pTarget作为模板,以pTarget‑cyo‑F和pTarget‑cyo‑R为引物扩增并进行线性化处理获得线性化质粒pTarget‑cyo;以出发菌株基因组为模板,以L‑cyo‑F/L‑cyo‑R和R‑cyo‑F/R‑cyo‑R为引物扩增得到上下游donor DNA;将线性化质粒pTarget‑cyo与上下游donor DNA连接,通过引物T‑cyo‑F/T‑cyo‑R测序成功后转化菌株DPA17电转感* *

受态细胞并消除质粒pTarget和pCas9,构建菌株DPA11(ilvAilvE Trc‑serATrc‑glyATrc‑ilvBNTrc‑pntABTrc‑cyo),记为菌株DPA18;

(8)过表达来源于谷氨酸棒状杆菌的panB和panC:以质粒pTrc99a为模板,以pTrc99a‑line‑F/pTrc99a‑line‑R为引物进行PCR扩增,PCR产物经过Dpn I在37℃保温消化2h,去除其中的 甲基化 载体 ,获得 线性化 pTr c99 a质粒 ;以谷 氨酸 棒状杆 菌(Corynebacteriumglutamicum)ATCC 13032的基因组为模板,以引物panB‑F/panB‑R和panC‑F/panC‑R,分别PCR扩增panB和panC片段;将线性化pTrc99a质粒、片段panB和panC连接转化E.coliDH5α感受态,提取质粒pBC;将pBC质粒转化到菌株DPA18中,构建菌株DPA11* *

(ilvAilvETrc‑serATrc‑glyATrc‑ilvBNTrc‑pntABTrc‑cyo)/pBC,即为所述的高产D‑泛酸的基因工程菌,记为菌株DPA19。

4.一种权利要求1所述基因工程菌在微生物发酵制备D‑泛酸中的应用。

5.如权利要求4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到含有50mg/L卡那霉素的发酵培养基中,25‑32℃、180‑200rpm条件下发酵培养OD600=0.4‑0.6时,添加终浓度为0.2mM的IPTG,继续发酵培养至48h,发酵结束后,获得D‑泛酸的发酵液,分离纯化,获得D‑泛酸;所述发酵培养基组成:葡萄糖20g/L、酵母提取物3g/L、(NH4)2SO4 16g/L、KH2PO4 1g/L、MgSO4 0.5g/L、碳酸钙15g/L、β‑丙氨酸2.5g/L、1mL微量元素溶液,用自来水溶解,pH值为自然值;微量元素溶液组成为:10g/L CaCl2、10g/L FeSO4·7H2O、1g/L ZnSO4·7H2O、0.2g/L CuSO4、0.02g/L NiCl2·7H2O,溶剂为去离子水。

6.如权利要求5所述的应用,其特征在于所述发酵在发酵罐中采用补料发酵培养:将所述基因工程菌接种至含有50mg/L卡那霉素抗性LB试管培养基中,37℃培养10h作为种子液;

按体积浓度5%接种量接种至LB培养基中,37℃培养12h,作为上罐的种子液;将上罐种子液按体积浓度15%接种至装有发酵培养基的发酵罐中,在30℃、500rpm、通气量为0.5V/V·min条件下发酵培养,当发酵液中的溶氧量瞬间大幅度提高时,打开自动补料程序,补料方式采用pH联动,当发酵液中的pH值高于6.80时自动补料,当发酵液中pH值低于6.80时停止补料,保持发酵液中的糖浓度维持在2‑4g/L,继续发酵培养92h,获得含D‑泛酸的发酵液;所述补料培养基:葡萄糖500g/L,酵母提取物3g/L,(NH4)2SO4 16g/L、KH2PO4 14g/L、MgSO4 8g/L,β‑丙氨酸30g/L,利用去离子水溶解,用50%的氨水调节pH为6.8。

7.如权利要求6所述的应用,其特征在于所述补料培养基总添加量为500mL/2L发酵培养基,补料速度为25mL/h。