本技术涉及工业微生物技术,介绍了一种PGD-C-I突变蛋白,其氨基酸序列编号为SEQ ID NO.1。该技术利用异源表达和点突变策略,优化PGD蛋白结构,从而显著提升发菜多糖的产量。
背景技术
发菜,又名发状念珠蓝细菌,属于我国一级保护的陆生蓝细菌。是一种能进行光合作用的原核微生物。发菜作为一种光能自养微生物,它在生长过程中能分泌胞外多糖,不仅可以增强机体免疫力、抗肿瘤、抗炎和降血脂,还具有调节肠道菌群、提高有益菌比例以及改善花粉敏感的症状等功能,使得发菜多糖逐步广泛应用于生物与医药、食品等领域。
微生物胞外多糖具有可再生、生物安全性佳、生物可降解性以及生物相容性等特点;且蓝藻具有可自养生长、繁殖迅速、适应能力强、可大规模培养等优势。目前多数微生物胞外多糖的商业化生产是建立在异养细菌发酵基础上,而光能自养的蓝细菌是天然聚合物的一个新来源,近年来利用蓝细菌产胞外多糖的研究受到了越来越多的关注。
然而,发菜多糖产量低,是制约其胞外多糖大规模生产的主要因素。目前,主要通过优化培养条件及发酵工艺、建立高通量筛选或诱变方法选择能够高效合成多糖的菌株、基因转导或基因编辑技术得到高产多糖的菌株等技术提高微生物多糖产量。例如中国发明专利CN116814441A,专利名称为:金纳米材料在提高灵芝活性产物多糖和三萜产量方面的应用及方法,此发明通过在其液体发酵培养基中添加一定量的金纳米材料,能够稳定地促进灵芝活性产物多糖和三萜的合成。中国发明专利CN115747247A,专利名称:一种快速筛选高产β-葡聚糖酵母菌株的方法、菌株及应用,此发明验证了融合基因共表达荧光强度(GAS1-RFP基因序列)与β-葡聚糖产量之间存在良好的线性关系,GAS1基因表达量增加,荧光强度增强,葡聚糖的产量增加,构建起荧光强度与β-葡聚糖产量之间的桥梁。中国发明专利CN116445513A,专利名称为:sll0528基因在提高集胞藻PCC6803胞外多糖产量中的应用,此发明通过同源重组的方法对集胞藻PCC6803中的sll0528基因进行敲除,获得一种胞外多糖产量提高的集胞藻PCC6803藻株△sll0528。但这些技术存在成本高、效率低、难度大的缺点,且在提高发菜多糖方面不适用。通过检索,尚未发现从蛋白质的谷胱甘肽化修饰角度调控多糖产量的相关专利公开文献。为克服现有技术的不足,本发明从蛋白质的谷胱甘肽化修饰角度提高发菜多糖产量,研究表明,PGD蛋白与发菜多糖产量呈现负相关且发生谷胱甘肽化修饰后PGD蛋白酶活有所增加,对发菜多糖合成起到抑制作用,因此,本发明利用点突变技术,使其不发生修饰且酶活降低,以提高发菜多糖的产量,促进工业发展应用。
实现思路