[发明专利]一种通过降低副产物乙酸高效生产1，3－丙二醇的方法

说明书

本发明公开了一种将克雷伯氏肺炎杆菌K lebsiella pneum on iae中的两个基因poxB和pta同时敲除，更高效转化甘油生产1，3－丙二醇的方法。本发明的方法的优点是：这两个基因敲除后减少了副产物乙酸的合成，大幅度提高了克雷伯氏肺炎杆菌(K lebsiella pneum on iae)转化甘油生成1，3－丙二醇的生产效率。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，具体地说，即：同时敲除克雷伯氏肺炎杆菌中与乙酸合成相关的两个基因，从而提高1，3－丙二醇发酵的生产水平。

背景技术

1，3－丙二醇(1，3－porpanediol，简称1，3－PD)是一种重要的化工原料，其最重要的用途是作为单体合成新型聚醋——聚对苯二甲酸丙二醇醋 (PTT)。研究表明PTT一种性能特别优异的聚酯材料，因而1，3－PD的工业价值日益引起各国的重视。现在的研究表明：1，3－PD的生产方法中生物合法法因条件温和、操作简单、副产物少、绿色环保，比化学合成法更有工业应用的优势。特别是随着生物柴油工业的发展，产生了大量廉价的工业甘油原料，利用廉价的工业甘油原料生物合成法生产1，3－PD成为现今 1，3－PD生产研究中的一个热点。

自然界中能将甘油转化为1，3－PD的微生物大致包括：克雷伯氏肺炎杆菌(Klebsielapneum oniae)、弗氏柠檬菌(Citrobacter freundii)、丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridia butyricum)等等。其中克雷伯氏肺炎杆菌因生物转化效率高、生物转化过程操作方便，研究应用最多。但是克雷伯氏肺炎杆菌利用甘油生产1,3-PD的同时还会产生大量的副产物，主要有乳酸、2,3-丁二醇和乙酸等，其中副产物乙酸的毒性最强。

本发明公开了一种通过降低克雷伯氏肺炎杆菌的乙酸合成，提高产物 1,3-PD生物合成的方法。该方法通过同时敲除克雷伯氏菌中与乙酸合成关联的两个基因poxB和pta，以降低克雷伯氏菌中副产物乙酸的合成，提高产物1,3-PD的产量。poxB基因负责编码丙酮酸氧化酶，在生物体内催化丙酮酸合成乙酸；pta基因负责编码磷酸转乙酰酶，该酶是催化乙酰辅酶A合成乙酸中的关键酶，目前有关这两个基因在克雷伯氏菌中的具体作用还没有详细研究，通过同时敲除这两个基因提高1,3-PD的产量的研究更是没有报道。经过检索国家知识产权局(www.sipo.gov.cn)、世界产权组织 (www.wipo.int)、欧洲专利局(www.espacenet.com)和美国专利商标局 (www.uspto.gov)也没有发现与本专利保护请求相同的公开专利或授权专利。

发明内容

本申请的发明人在研究中发现，同时敲除克雷伯氏菌中两个基因poxB、和pta可以显著降至乙酸的合成，并能显著提高1,3-PD的生物合成。所以，本发明目的在于提供一种更高效生产1，3－PD的方法，即：将克雷伯氏肺炎杆菌中两个基因poxB和pta同时敲除，高效地生产1，3－PD。与现有的技术相比，利用本发明生产1，3－PD时，产生更少的副产物乙酸，极大缓降了后期乙酸积累对发酵的影响，提高了1，3－PD的生产速度，同时因更多的甘油转变为1，3－PD也大大提高了1，3－PD生物合成的转化率。

本发明是通过以下技术方案实现的：将克雷伯氏菌中的两个基因poxB 和pta同时敲除，高效生产1，3－PD。本发明包括种子培养以及发酵罐发酵转化甘油生成1，3－PD。

根据本发明，所述poxB和pta两个基因具体如下：

1)poxB：负责编码丙酮酸氧化酶(EC 1.2.5.1)，该酶又称丙酮酸脱氢酶；

2)pta：负责编码磷酸转乙酰酶(EC 2.3.1.8)。

根据本发明，用于转化甘油生成1，3－PD的菌株为克雷伯氏肺炎杆菌(K.pneumoniae)。相比现有的转化甘油生产1，3－PD的方法，本发明的方法的优点是：副产物少，产物合成速度快、转化率高。

具体实施方式