[发明专利]产3-羟基丙酸均聚物/共聚物的重组菌及构建方法与应用

说明书

本发明公开了一种利用葡萄糖合成3‑羟基丙酸和3‑羟基丁酸共聚物的重组菌的制备方法。该方法可包括如下步骤：将甘油三磷酸脱氢酶的编码基因、三磷酸甘油磷酸酶的编码基因、甘油脱水酶1的编码基因、甘油脱水酶2的编码基因、甘油脱水酶3的编码基因、甘油脱水酶激活酶A的编码基因、甘油脱水酶激活酶B的编码基因、3‑羟基丙醛脱氢酶的编码基因、PHA聚合酶的编码基因、3‑羟基丙酰辅酶A连接酶的编码基因、β‑酮基硫解酶的编码基因和NADPH依赖的乙酰乙酰辅酶A还原酶的编码基因导入受体菌，得到重组菌A。本发明的实验证明，通过代谢路径的调控，该工程菌利用葡萄糖为碳源可一步生产3‑羟基丙酸和3‑羟基丁酸的共聚物。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种用于生产3-羟基丙酸均聚物和/或3-羟基丙酸共聚物的重组菌及其构建方法与应用。

背景技术

利用代谢工程技术改造微生物已成为一种行之有效的方法来生产化学产品以及新型的生物材料。聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates或PHA)是一类在微生物细胞内合成并积累而且具有生物可降解性和生物相容性的聚合物(Steinbüchel,A.,Fuchtenbusch,B.,1998.Bacterial and other biological systems for polyesterproduction.Trends Biotechnol.16,419-427.)。随着对其深入的研究，聚羟基脂肪酸酯在环保材料、生物医学和生物能源方面将极具应用价值(Chen GQ.A PolyhydroxyalkanoatesBased Bio-and Materials Industry.Chem Soc Rev 38(2009)2434–2446)。

根据单体的结构组成，PHA可分为短链和中长链两类：前者的单体组成为碳链长为C3到C5，后者的单体组成为C6到C14。

3-羟基丙酸均聚物是目前开发的机械强度最高的生物可降解高分子聚合物，属于短链聚合物的一种，其优越的理化性能将使其成为一种可广泛应用的生物材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生产3-羟基丙酸均聚物和/或3-羟基丙酸共聚物的重组菌及其构建方法与应用。

本发明所提供的方法可为利用葡萄糖合成由3-羟基丙酸和3-羟基丁酸组成的共聚物的重组菌A的制备方法，具体可包括如下步骤：将甘油三磷酸脱氢酶的编码基因(gpd基因)、三磷酸甘油磷酸酶的编码基因(gpp基因)、甘油脱水酶1的编码基因(dhaB1基因)、甘油脱水酶2的编码基因(dhaB2基因)、甘油脱水酶3的编码基因(dhaB3基因)、甘油脱水酶激活酶A的编码基因(GdrA基因)、甘油脱水酶激活酶B的编码基因(GdrB基因)、3-羟基丙醛脱氢酶的编码基因(pduP基因)、PHA聚合酶的编码基因(phaC基因)、3-羟基丙酰辅酶A连接酶的编码基因(pcs’基因)、β-酮基硫解酶的编码基因(phaA基因)和NADPH依赖的乙酰乙酰辅酶A还原酶的编码基因(phaB基因)导入受体菌，得到重组菌A。

在本发明中，将所述甘油三磷酸脱氢酶的编码基因(gpd基因)、所述三磷酸甘油磷酸酶的编码基因(gpp基因)、所述甘油脱水酶1的编码基因(dhaB1基因)、所述甘油脱水酶2的编码基因(dhaB2基因)、所述甘油脱水酶3的编码基因(dhaB3基因)、所述甘油脱水酶激活酶A的编码基因(GdrA基因)、所述甘油脱水酶激活酶B的编码基因(GdrB基因)、所述3-羟基丙醛脱氢酶的编码基因(pduP基因)、所述PHA聚合酶的编码基因(phaC基因)、所述3-羟基丙酰辅酶A连接酶的编码基因(pcs’基因)、所述β-酮基硫解酶的编码基因(phaA基因)和所述NADPH依赖的乙酰乙酰辅酶A还原酶的编码基因(phaB基因)导入受体菌，除所述PHA聚合酶的编码基因(phaC基因)为两次导入外，其余所有的编码基因均为单次导入。