[发明专利]具有催化DHAP或D-G3P合成丙烯酸功能的酶及其应用

说明书

本发明公开了具有催化DHAP或D‑G3P合成丙烯酸功能的酶及其应用。本发明提供了蛋白质，是如下1)或2)：1)序列表中序列1所示的蛋白质；2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能由序列1衍生的蛋白质。本发明的实验证明，本发明发现一个新蛋白CeasA，可以用来催化DHAP或D‑G3P生成丙烯酸，有望实现生物法绿色生产丙烯酸。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及具有催化DHAP或D-G3P合成丙烯酸功能的酶及其应用。

背景技术

丙烯酸(Acrylic acid)，化学式为C₃H₄O₂，是无色透明、味苦辣、带有刺激性气味的腐蚀性液体，能溶于水、乙醇及乙醚等，不耐光及热，有自聚性。丙烯酸是重要的有机化工原料,大部分用于生产丙烯酸酯(如丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯及辛酯等),少量用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等。丙烯酸及其酯系列产品可广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘和剂、石油开采等各个领域。

丙烯酸主要采用化学方法生产。丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产。其生产历程经历了几个阶段：氯乙醇法、氰乙醇法、高压Reppe法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法。前面几种工艺因技术和经济原因已经基本被淘汰。现在采用的丙烯氧化法是20世纪60年代发展起来的方法。所谓丙烯两步氧化法是在复合金属氧化物催化剂存在下,经空气氧化先生成丙烯醛,再进一步催化氧化成丙烯酸。

丙烯酸及其酯是现代有机化工中重要的基础原料和高分子单体，在精细化工的应用中占有相当重要的地位。尽管丙烯氧化法具有工艺先进、原料价格低廉、效率高等优点，发展迅速，在丙烯酸及其酯的生产中占据主导地位。然而，目前丙烯酸的生产原料归根结底还是来源于石油，其生产能耗高，污染较严重，加上石油资源日益匮乏，导致原料价格攀升，生产成本必然增加，因此可再生的生物基丙烯酸替代石油基丙烯酸是大势所趋。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白质。

本发明提供的蛋白质，是如下1)或2)：

1)序列表中序列1所示的蛋白质；

2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能由序列1衍生的蛋白质。

上述经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

例如：在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。同时，在C末端或N末端添加一个或数个氨基酸，通常也不会改变蛋白质的功能。

编码上述蛋白质的DNA分子也是本发明保护的范围。

上述DNA分子是如下1)-3)中任一种的DNA分子：

1)编码区为序列表中序列3所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子；

3)与1)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码具有相同功能蛋白质的DNA分子。

上述2)中严格条件是指：(1)在较低的离子强度和较高的温度下的杂交和洗脱，如0.2×SSC，0.1％SDS，60℃；或(2)杂交时加变性剂，如50％(v/v)甲酰胺，0.1％小牛血清/0.1％Ficoll，42℃等；或(3)仅在两条序列之间的相同性至少在95％以上，优选为在97％以上时才发生杂交；并且，可杂交的多核苷酸编码的多肽与序列1所示的成熟多肽具有相同的生物学活性和功能。