本发明公开了一种用离子转运蛋白促进谷氨酸棒杆菌合成氨基酸的方法,属于生物工程技术领域。本发明以L 谷氨酸生产菌株谷氨酸棒杆菌G01和L 精氨酸生产菌株钝齿棒杆菌SDNN403为出发菌株,在其中过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP,分别得到了生产L 谷氨酸的重组菌GC K,和生产L 精氨酸的重组菌CC K。使得L 谷氨酸的产量较出发菌株提高了31.5%,使得L 精氨酸的产量较原始菌株提高了36.1%。

本发明提供了一种过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP的重组谷氨酸棒杆菌发酵生产L-谷氨酸和L-精氨酸，得到的L-谷氨酸和L-精氨酸产量和产率均提高，对于规模化制备氨基酸具有重要的应用价值。

本发明提供了一种重组谷氨酸棒杆菌，是过表达了功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP；所述CglK的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述CTAP的氨基酸序列如SEQID NO.4所示。

本发明提供了一种重组菌，所述重组菌过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP。

在本发明的一种实施方式中，所述CglK的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述CTAP的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。

在本发明的一种实施方式中，所述重组菌以pDXW-10为表达载体。

在本发明的一种实施方式中，所述重组菌以谷氨酸棒杆菌G01，或钝齿棒杆菌SDNN403为宿主。

本发明提供了一种提高棒杆菌氨基酸产量的方法，所述方法为过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP。

在本发明的一种实施方式中，在谷氨酸棒杆菌G01中过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP，生产L-谷氨酸。

在本发明的一种实施方式中，在钝齿棒杆菌SDNN403中过表达功能性摄钾蛋白CglK和阳离子转运ATP酶CTAP，生产L-精氨酸。

在本发明的一种实施方式中，编码所述功能性摄钾蛋白CglK的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码所述阳离子转运ATP酶CTAP的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

在本发明的一种实施方式中，将OD600为20～30的重组菌以5～15％的添加量接入发酵体系，发酵温度为25～35℃，pH值为6.5～7.5。

在本发明的一种实施方式中，搅拌速度为500～700r/min，空气流量为1～1.5vvm。

L-谷氨酸和L-精氨酸被广泛应用于食品、医药及化工等行业，其衍生出来的高值化产品γ-氨基丁酸、聚谷氨酸和L-茶氨酸等市场需求量巨大。近年来，随着氨基酸高值化产品需求量不断增大，L-谷氨酸和L-精氨酸高产菌株的选育越来越受到重视。

谷氨酸棒杆菌是非致病细菌，是工业上生产各种氨基酸的微生物细胞工厂，如赖氨酸、精氨酸、谷氨酸等。同时其生长迅速且可广泛使用不同的有机化合物作为碳源。实验室在前期工作中，通过逐级诱变获得了一株L-谷氨酸生产菌株谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)G01(中国典型培养物保藏中心，保藏号：CCTCC NO:M2013418)和一株高产L-精氨酸的钝齿棒杆菌突变菌株SDNN403(菌株保藏编号为CGMCCNO.0890，在公开号为CN1441055A的专利中已公开)。

菌株发酵需要一定的能量供应，而ATP作为主要的供能物质对L-精氨酸合成具有重要作用。糖酵解中丙酮酸激酶对ATP的合成至关重要，又因丙酮酸激酶的活力受到K+的激活。因此适宜K+浓度有利于丙酮酸激酶发挥功能并生成ATP，保证充足的能量供应。

近年来，氨基酸高值化产品聚谷氨酸、GABA和L-茶氨酸等市场需求量巨大，而L-谷氨酸和L-精氨酸作为其前体物质，生产菌株中L-谷氨酸和L-精氨酸产量低将会限制高值化产品的高产出，因此，亟待寻找一种提高L-谷氨酸和L-精氨酸产量的方法，以期为高值化产品的生产奠定基础。

江南大学（Jiangnan University），坐落于无锡市，是中华人民共和国教育部直属高校，国家“双一流”建设高校， “211工程”、“985工程优势学科创新平台”重点建设高校，入选国家“111计划”、卓越农林人才教育培养计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家级新工科研究与实践项目，是高水平行业特色大学优质资源共享联盟成员、“一带一路”高校食品教育科技联盟成员、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家大学生文化素质教育基地、首批高等学校科技成果转化和技术转移基地。

本发明还保护所述重组菌，或所述方法在生产L-谷氨酸或L-精氨酸的产品中的应用。

本发明的有益效果：本发明成功在谷氨酸棒杆菌中实现了过表达cglK和ctapK，离子转运蛋白CglK和CTAPK可从培养基中运输足够的K+到胞内。在补料分批发酵中，GC-K菌株L-谷氨酸产量达到120.43g/L，较原始菌提高了31.5％，糖酸转化率为55.7％；CC-K发酵至96h，L-精氨酸产量达到60.72g/L，较原始菌提高了36.1％。

科技成果只有通过实施开发应用，使其转化为生产力，才能取得经济效益和社会效益。成果方目标是将科技成果转化为现实生产力，期待有意愿的企业或合作单位进行合作推广或者进行产品生产。考虑合作转化、许可+合作等转化方式与企业、科学技术研究开发机构和其他组织建立合作关系。