[发明专利]聚合酶的编码基因和制备聚合物的方法

说明书

技术领域

这本发明涉及一种聚合酶以及编码这种酶的基因。特别是，本发明提供了一种编码这种聚合酶的功能性基因，一种含有这种基因的重组载体，一类通过载体进行转换的转化子，以及一个制备聚合酶的过程，这个过程涉及到用转化子来合成塑状高分子聚合物。

背景技术

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是存在于微生物体内的聚合物，它具有与主要商用塑料材料十分接近的性质。大多数PHA是具有人工添加生物降级附加优势的热塑性塑料，并且可以通过类似于从石油化工产品中提取制成的合成塑料的方法热加工得到。PHA本质上也是可再生的，因为他们可以由糖类、植物油和二氧化碳这些可再生资源制备得到。聚3-羟基丁酸是最早被发现的PHA类型，也是自然界中最为普遍存在的PHA。

PHA可以通过调控次级单位结构的合成或构成来修饰其性质以应用于广泛的领域当中。用于聚合物合成的微生物可以被分成两组，一组是利用3个到5个碳单位进行聚合物合成的微生物，另一组是利用6个到14个碳单位进行聚合物合成的微生物。这些具有特征性的微生物体内具有底物特异性聚合酶。这些至少由6个碳单位组成的聚合物是具有弹性的软性聚合材料。

以往通过研究PHA所获得的以及仍在不断增长的利益价值，驱使着人们向新的细菌菌株领域展开研究攻势，以从中获得优良新颖的聚合体产品。通过对革兰氏阳性和革兰氏阴性微生物的调查研究所获得的PHA产品则是一个良好的证明。有关于PHA生物合成的基因，包括其关键酶，即从这些微生物中提取得到的PHA合酶，已经被鉴定和定性了。

目前有一些专利技术要比先前涉及聚合酶和基因编码的研究更好的技术，如美国专利No.US6812013是对在一些制备过程中一种有用的PHA合酶的相关研究，其中有的制备过程是对一个PHA，一个编码这种酶的基因，一个包含有这种基因的聚合载体，以及一个通过这种载体进行转换的转化子的准备事项，有的制备过程与利用转化子制备PHA合酶有关，还有的制备过程与利用转化子准备PHA有关。通过把从恶臭假单胞菌中提取得到的一种PHA合酶引入到另一种用于制备PHA合酶或者PHA的宿主微生物中，而得到的转化子，使这门技术得到了证实和描述。

另一项美国专利No.US2004146998对于转化子和使用同样方法制备聚合酶的过程也有相关涉及。这门技术揭示了一种用于编码共聚体合成酶的基因，一种微生物以及以这种微生物为研究目标而进行聚合体制备的一个途径。其中该种微生物利用聚合体的基因进行发酵合成。这门技术着重于对这种转化子的结构组成的研究。这种转化子含有一个聚酯合成交联合酶的基因，一个启动子和一个终止子，并且已被引入用于酵母的制备。

一个优良的转化子和使用相同方法制备聚合体的过程已在美国专利No.EP1626087中被揭示出来。这门技术提供了一个由一类编码由PHA合酶中推断得到的豚鼠气单胞菌的基因组成的基因表达盒。酵母也被用作为一种宿主和一种已经被引入启动子和终止子的突变体，因此这种基因盒可以在酵母上发挥作用。

有些专利技术揭示了聚合酶的编码基因与其他基因之间的联系。美国专利No.US2008233620中涉及到一种转化子和一个在酵母上制备基因表达产品的过程的研究。这种转化子是通过引入几个酶基因获得的，这些酶基因是从PHA合酶中分离的，例如PHA合酶和乙酰乙酰辅酶A还原酶基因的组合体。在另一项美国专利No.US2003146703中揭示了一种表达PHA合酶和细胞内的PHA解聚酶的重组微生物。这门技术使PHA的合成与降解能同步进行。

大多数的专利技术涉及到一类转化子和一个制备聚合物或通过使用已被发现的转化子来制备PHA的制备过程。但是，这些专利技术都与从不同种类微生物的不同基因区中提取得到的PHA合酶基因有关。迄今为止，还没有任何一项专利技术是揭示了在某一聚合酶的合成过程中用3个碳到7个碳单位进行聚合。因此，就提供一个聚合酶基因的改良DNA片段来制造一个重组载体和一类在活力水平增长的情况下，对于聚合酶的供给有较大帮助的转化子来说，这门技术的相关应用是十分理想的。

发明内容

本发明的首要目标是要提供一种从不同种类细菌中提取的聚合酶基因和一个聚合酶合成的制备方法，且这种被基因标记过的聚合酶是由有效的单体单位组合得到的。

另一个研究目标是要提供一个聚合酶的新型DNA结晶片段，然后把这种DNA结晶片段能够连接到一个合适的载体上，从而得到一个重组载体，最终提供一个含有聚合酶的转化子。

本发明的另一个目标是提供一种具有不断增长的酶活性的聚合酶。