[00244164]L-苏氨酸、L-蛋氨酸和L-丝氨酸基因工程菌构建及发酵条件优化
交易价格：
面议
类型：
非专利
技术成熟度：
正在研发
交易方式：
许可转让
联系人：
张益民
所在地：宁夏回族自治区银川市
- 服务承诺
- 产权明晰
-
资料保密
对所交付的所有资料进行保密
- 如实描述
技术详细介绍
"L-苏氨酸、 L-蛋氨酸、 L-丝氨酸基因工程菌的构建以及发酵条件优化"项目是中国科学院微生物研究所承担的中国科学院院地合作项目。该项目同时获得国家863计划项目、国家重大新药创制专项、国家自然科学基金的资助、中国科学院科技服务网络计划(STS计划)。
氨基酸发酵行业是关系国计民生的重要产业，我国已成为氨基酸产品的发酵大国，但由于我国氨基酸产业技术发展的落后和行业规划的缺乏，导致我国在全球市场竞争之下成为世界氨基酸生产工厂，大而不强，行业整体产能过剩严重，产品微利运行。国内企业生产所使用的 L-苏氨酸菌种的生产性能不稳定，产酸水平和转化率等技术指标与国外企业相比存在一定的差距，生产工艺相对落后，菌种专利数量极少，亟需进行苏氨酸菌种的改造。 L-蛋氨酸是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸，广泛应用于食品中作为营养补充，用于饲料中作为添加剂。由于目前国内外L-蛋氨酸的生产还全部是化学合成，还没有实现发酵法生产L-蛋氨酸，因此构建并获得性能优良的L-蛋氨酸基因工程菌具有十分重要的意义。丝氨酸是工业化生产难度较大的氨基酸，日本用前体发酵法生产丝氨酸，国内L-丝氨酸主要依赖进口。开展L-丝氨酸生产菌的选育，填补我国发酵法生产 L-丝氨酸的空白，对提高我国氨基酸产业的自主创新能力，打破国外的垄断也具有十分重要的现实意义。
本项目根据代谢工程原理并利用系统生物学技术，全面深入地开展大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌体内氨基酸代谢途径的研究。深入了解大肠杆菌和谷氨酸棒杆菌氨基酸的代谢机制，提升我国在氨基酸代谢工程领域的国际地位，并为构建具有自主知识产权的氨基酸工程菌奠定理论基础和提供实践依据。同时，本项目的开展将进一步提升我国氨基酸发酵工业的整体技术水平，完善氨基酸产品结构，满足国内市场需求，扩大国际市场占有份额等都具有十分重要的意义。本项目取得成果的创造性与先进性如下：
1、构建了大肠杆菌苏氨酸操纵子的启动子库，利用不同强度的启动子和RBS的双顺反子设计实现了苏氨酸操纵子在转录和翻译水平的精确调控。
2、通过苏氨酸发酵过程研究，发现限制性补加缺陷性氨基酸可以解除苏氨酸生产与菌体生长关联，在此基础上建立了一套精确、高效、操作性强的苏氨酸补料过程调控策略。
3、利用基因组规模代谢网络模型发现acn基因的表达减弱可以增强苏氨酸的合成代谢流量，acn基因弱化的苏氨酸生产菌在480m3工业化大生产规模发酵罐中发酵30h，苏氨酸产量达到125 g/L以上，糖酸转化率达到58%以上。
4、基于模块平衡和代谢耦联的代谢工程策略，所构建的L-蛋氨酸基因工程菌，在7.5L发酵罐发酵36小时积累L-蛋氨酸8.15g/L，是目前国际直接发酵法的最高水平。
5、首次确定了丝氨酸羟甲基转移酶是L-丝氨酸代谢过程中的关键代谢节点，并结合胞内一碳单位代谢途径重构策略，突破了L-丝氨酸合成的瓶颈，所构建工程菌在7.5L发酵罐发酵55小时L-丝氨酸的产量达到13.21g/L。该技术指标已具有很高的利润空间，达到了产业化生产水平。
本项目所构建的苏氨酸生产菌已成功在宁夏伊品生物科技股份有限公司投产，，自2011年1月至2014年9月，宁夏伊品公司使用本项目改造的苏氨酸生产菌，苏氨酸总产量达到18.1万吨，产品销售收入总计17.27亿元，出口销售收入总计10.31亿元，利税总计为1.57亿元。产品销售收入总计17.27亿元，出口销售收入总计10.31亿元，利税总计为1.57亿元。
本项目共申请专利5项（包括3项菌种专利），授权专利4项，其中授权菌种专利2项，发表SCI论文3篇。
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