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文档简介

表达天冬氨酸脱氢酶的工程菌及发酵生产氨酸脱氢酶基因aspDH的大肠杆菌,及其用于发于维生素B5的工业化生产,具有重要的应用价21.宿主,其特征在于,表达了天冬氨酸脱氢酶基因aspDH;所述天冬氨酸脱氢酶基因3现AspDH比AspC和AspA更有利于提高VB[0008]第一方面,本发明提供了增强天冬氨酸脱氢酶基因aspDH的表达在生产维生素B5[0009]作为优选,所述天冬氨酸脱氢酶基因aspDH来源于戴尔福特菌Csl一4(Delftia4[0015](1)、在cadA基因中插入强启动子和/或强RBS,其中强启动子为PgapA,强RBS为5[0048]作为优选,所述天冬氨酸脱氢酶基因aspDH来源于戴尔福特菌Csl一4(Delftia[0068]在本发明的一些具体实施方案中,所述宿主转染或转化如权利要求4或5所述的6[0072]本发明公开了一种表达天冬氨酸脱氢酶基因aspDH的大肠杆菌,及其用于发酵生氨酸和酮戊二酸;aspA基因编码的天冬氨酸氨裂解酶,催化铵和延胡索酸产生天冬氨酸;现了催化草酰乙酸和铵合成天冬氨酸的天冬氨酸脱氢酶(Aspartatedehydrogenase,[0075]为了突破高效合成维生素B5的代谢瓶颈,发明人比较了3种提高天冬氨酸合成的途径,发现异源的天冬氨酸脱氢(aspDH基因编码)途径更适合自身的天冬氨酸转氨途径尔福特菌Csl一4(Delftiasp.Csl一4)、人苍白杆菌(Ochrobactrumanthropi)、柄杆菌(Caulobactersp.)、马氏甲烷嗜盐菌(Methanohalophilusmahii)、柴氏海洋玫瑰杆菌杆菌(Methanobrevibacterruminantiu7[0078]本发明将上述高强度的翻译起始和转录起始调控的aspDH基因整合到发酵法生产[0079]在发酵法生产VB5的大肠杆菌染色体上相同的cadA基因位点,分别整合aspA和[0080]本发明所述的发酵法生产VB5的大肠杆菌,还过表达了VB5终端合成途径上的戊酸增加一个甲基形成酮泛解酸。酮泛解酸由panE基因编码的酮泛解酸还原酶还原为泛肠杆菌K12MG1655的染色体上插入了来源于大肠杆菌BL21的ilvG+M基因,且使用trc强启的插入位点为avtA基因的编码序列,导致AvtA失活,弱化了缬氨酸的合成,从而弱化了[0082]在工程菌avtA基因上还整合了源于地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)的8高保真聚合酶KAPAHiFiTMHotStar,PCR扩增的核苷酸序列如SEQIDNo.3所示,其中酶切上述扩增的Ptrc_panBC基因的DNA片段和pACYC184质粒。凝胶电泳回收双酶切的Ptrc_988nt_173Int为终止子序列。扩增引物P3上设计启动子PJ23119,引物P4上设计终止子酶切,同时双酶切pACYC184_Ptrc_panBC质粒。凝胶电泳回收双酶切的PJ23119_panE和[0099](如SEQIDNo.12所示,下划线所示序列为SphI酶切识别位点,斜体为启动子9[0102]应用已报道的包含pCas9和pTargetF载体的CRISPR_Cas9基因编辑系统(Jiang,[0103]使用NEB公司的基因突变试剂盒(Site_DirectedMutagenesisKit,货号E0552S),按照试剂盒说明书设计引物P5和P6突变pTargetF载体。突变后的N20序列为[0110]P11:ATCAGCAGGACGCACTGACCCCAAGTTCACTTAAAAAGGAGATC(如SEQIDNO.20所[0116]在基因合成公司合成了来源于地衣芽孢杆菌Bacilluslicheniformis天冬氨酸子替换去除XbaI和HindIII限制性内切酶序列。在定制合成上述panD基因序列时,在每个酶切后的BCD2_panD的基因片段和线性化载体段,进一步使用T4连接酶连接这两个片段,株MG655/pCas9。挑取MG1655/pCas9菌苔于50mL含卡那霉素的LB的500mL摇瓶中,30℃,时制备感受态细胞。取2微升pTargetFavtA质粒和10微升DonorBs模板DNA,电转化至养12小时,稀释涂布LB平板,分别获得消除pCas质粒的工程菌E.coliMG1655avtA:[0121]野生型大肠杆菌K12MG1655的ilvG基因突变,其编码的乙酰乳酸合成酶没有活高了VB5的前体乙酰乳酸的合成。本发明在大肠杆菌K12MG1655的染色体上插入了来源于[0125]P20:TCCACACATTATACGAGCCGGATGAT[0126]P21:TTGACAATTAATCATCCGGCTCGTATAATGTGTGGACAAGATTCAGGACGGGGAAC(如[0127]P22:CGAAAAAAGACGCTCTAAAAGCGTCTCTTTTCTGGTATATTCCTTTTGCGCTCAG(如[0128]P23:CAGAAAAGAGACGCTTTTAGAGCGTCTTTTTTCGTTTTGGAGCTACTCACACTGCTTG(如过引物P22和P23引入终止子序列CCAGAAAAGAGACGCTTTTAGAGCGTCTTTTTTCGTTTT。使用重叠2013nt为源于E.coliBL21的ilvG+基因的编码序列,2010nt_2273nt为ilvM基因的编码序[0134]取2微升pTargetFavtA1质粒和10微升DonorilvGM模板DNA,电转化至E.Coli[0135]使用上述突变试剂盒和引物P27和P28突变pTargetF载体的N20序列,突变[0141]P32:CTCCTTAGCATGATTAAGATGGTGAATAAAAGGTTGCCTG[0143]P34:GCTAATTTCTTCGCACAGCTGGACCAAAACGAAAAAAGA[0149]取2微升pTargetFcadA质粒和10微升DonoraspDH模板DNA,电转化至E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M/p增cadA基因下游序列。通过重叠PCR连接上述4个片段,获得组合体DonoraspC(如SEQIDNo.8所示),作为基因编辑的模板。SEQIDNo.8的1_210nt因下游序列。[0151]取2微升pTargetFcadA质粒和10微升DonoraspC模板DNA,电转化至E.coli[0152]P39:GAGATTGCTCTGGAAGGTATAGTGAATAAAAGGTTGCCTGT(如SEQIDNO.48所[0153]P40:ACAGGCAACCTTTTATTCACTATACCTTCCAGAGCAATCTC(如SEQIDNO.49所[0155]P42:CACTTTGCCAGAAATCCAGGAGCTGTGCGAAGAAATTAGC(如SEQIDNO.51所增cadA基因下游序列。通过重叠PCR连接上述4个片段,获得组合体DonoraspA(如SEQIDNo.9所示),作为基因编辑的模板。SEQIDNo.9的1_210nt因下游序列。[0157]取2微升pTargetFcadA质粒和10微升DonoraspA模板DNA,电转化至E.coli[0158]P43:GAACCTTCTTTTTCAAGCTGCGTGAATAAAAGGTTGCCTG[0162]将上述构建的载体pACYC184_panBCE转化至上述工程菌E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_aspDH、E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_aspC和E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_aspA中,分别获得工程菌E.ColiMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_[0199]取试验菌株工程菌E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_aspDH/pACYC184_panBCE、E.coliMG1655avtA:panDBl_ilvG+M_aspC/pACYC184_panBCE和E.coavtA:panDBl_ilvG+M_aspA/pACYC184_pa水硫酸镁2.0g/L、酵母粉5.0g/L、微量元素混合液5mL/L,余量为水。微量元素混合液:FeSO4[0204]本发明通过在发酵法生产VB5的大肠杆菌中增强三条不同的产生天冬氨酸的途[0002]<110>中国科学院微生物研究所[0003]<120>表达天冬氨酸脱氢酶的工程菌及发酵生产维生素B5的方法[0004]<130>IM2022022I[0005]<141>2022_03_07[0007]<170>SIPOSequenceListing1.0[0011]<213>人工序列(ArtificialSequence)[0013]atgtaccgtacgttaatgagcgcaaaacttcacagagcgagagtgacggaagccaatttg60[0014]aactacgtcggcagcgtgacaattgatgaagatttgctggatgctgtcggaatgatggca120[0015]aatgaaaaagtgcaaattgtgaataataataacggggcccggctggaaacgtacattatt180[0016]cccggtgaaaggggcagcggcgtcgtttgtttaaacggagctgccgcccgccttgtccag240[0017]gttggagatgtcgtcatcatcgtgtcttatgcgatgatgtctgaagaggaagcaaagacc300[0018]cataagccgaaggttgccgttttgaacgagagaaacgaaatcgaggaaatgctgggtcag360[0019]gagccagcccgtaccattctgtaa384[0023]<213>人工序列(ArtificialSequence)[0025]ccaagttcacttaaaaaggagatcaacaatgaaagcaattttcgtactgaaacatcttaa60[0026]tcatgctaaggaggttttctaatg84[0030]<213>人工序列(ArtificialSequence)[0032]cgcggatccttgacaattaatcatccggctcgtataatgtgtggagcacaacatcaattt60[0033]atcaggatacgttatgaaaccgaccaccatctccttactgcagaagtacaaacaggaaaa120[0034]aaaacgtttcgcgaccatcaccgcttatgactatagcttcgccaaactctttgctgatga180[0035]agggcttaacgtcatgctggtgggcgattcgctgggcatgacggttcaggggcacgactc240[0036]caccctgccagttaccgttgccgatatcgcctaccacactgccgccgtacgtcgcggcgc300[0037]accaaactgcctgctgctggctgacctgccgtttatggcgtatgccacgccggaacaagc360[0038]cttcgaaaacgccgcaacggttatgcgtgccggtgctaacatggtcaaaattgaaggcgg420[0039]tgagtggctggtagaaaccgtacaaatgctgaccgaacgtgccgttcctgtatgtggtca480[0040]cttaggtttaacaccacagtcagtgaatattttcggtggctacaaagttcaggggcgcgg540[0041]cgatgaagcgggcgatcaactgctcagcgatgcattagccttagaagctgctggggcaca600[0042]gctgctggtgctggaatgc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