[发明专利]一种可利用木糖发酵生产光学纯L-乳酸的工程菌及其构建

说明书

技术领域

本发明属于微生物发酵及基因工程领域，具体涉及一种乙酸代谢途径缺失的、可利用木糖发酵生产光学纯L-乳酸的工程菌及其构建方法与应用。

背景技术

乳酸在食品、医药、化妆品、皮革制造业、纺织工业等领域有着广泛的应用。乳酸还是一种重要的化工平台化合物。并且由于近年对可生物降解的聚乳酸的关注，乳酸的廉价获得再次引起研究者的重视。相比于化学合成方法，微生物发酵生成乳酸具有低温、低能耗和低成本等优点(Datta，R.and M.Henry.，Lactic acid：recent advances in products，processes and technologies-a review.Journal of Chemical Technology and Biotechnology，2006，81(7)：1119-1129)。且生物发酵所获得的多为光学纯L型或D型乳酸，而L型乳酸的光学纯度对制备高品质聚乳酸是至关重要的。

随着化石能源危机的不断加重，研究者希望以廉价生物质能源如糖蜜、淀粉或纤维素类废弃物为原料发酵生产乳酸，从而进一步降低乳酸发酵的生产成本。上述的各类廉价生物质能源，因为纤维类生物质具有廉价、来源广泛和不会影响粮食安全等优点，而更加受到研究者的青睐(Tan，T.W.，F.Shang，et al.Current development of biorefinery in China.Biotechnology Advances，2010，28(5)：543-555)。纤维素类生物质主要由葡萄糖和木糖构成。但传统的乳酸发酵菌株通常不能利用木糖为碳源发酵。因此如何获得可有效利用木糖发酵高产乳酸的菌株，是纤维素类生物质生产乳酸工业中至为关键的一点(Wang，L.M.，B.Zhao，etal.，Efficient production of L-lactic acid from corncob molasses，a waste by-productin xylitol production，by a newly isolated xylose utilizing Bacillus sp strain.Bioresource Technology，2010，101(20)：7908-7915)。一些如Bacillus sp.(Wang，L.M.，B.Zhao，et al.，Efficient production of L-lactic acid from corncob molasses，awaste by-product in xylitol production，by a newly isolated xylose utilizing Bacillussp strain.Bioresource Technology，2010，101(20)：7908-7915)，Lactobacilluspentosus，Lactobacillus brevis and Pichia stipitis(Ilmen，M.，K.Koivuranta，et al.，Efficient production of L-lactic acid from xylose by Pichia stipitis.Applied AndEnvironmental Microbiology，2007，73(1)：117-123)Rhizopus(Skory，C.D.Lacticacid production by Rhizopus oryzae transformants with modified lactatedehydrogenase activity.Applied Microbiology and Biotechnology，2004，64(2)：237-242.Skory，C.D.Isolation and expression of lactate dehydrogenase genes fromRhizopus oryzae.Applied And Environmental Microbiology，2000，66(6)：2343-2348)，Saccharomyces(Hetenyi，K.，A.Nemeth，et al.Role of pH-regulation inlactic acid fermentation：Second steps in a process improvement.ChemicalEngineering And Processing，2011，50(3)：293-299)等相继被报道能够以木糖为底物发酵生产乳酸。