[发明专利]利用乙酸生产羟基丙酸的代谢工程大肠杆菌菌株的构建方法与应用

权利要求书

1.一种利用乙酸生产羟基丙酸代谢工程大肠杆菌菌株的构建方法，其特征在于，代谢工程改造的大肠杆菌以乙酸为原料发酵生产羟基丙酸，所述羟基丙酸是指3-羟基丙酸、或乳酸、或3-羟基丙酸和乳酸混合物，其改造途径为构建乙酰CoA生产羟基丙酸的代谢途径，并和/或过表达乙酸摄入途径的相关基因以增强乙酸的运输速率，并和/或阻断TCA循环或下调TCA循环以增加流向目标代谢产物的乙酰CoA代谢流，并和/或减少苹果酸和草酰乙酸的脱羧反应以缺失副产物生成途径，和/或缺失乙醇生产途径中关键基因以调节乙酰CoA节点代谢流，和/或辅酶工程调节胞内氧化还原平衡；

若目标产物为3-羟基丙酸，过表达来源于谷氨酸棒杆菌的乙酰-CoA羧化酶编码基因(acc)与来源于绿曲绕丝状菌(C. aurantiacua)丙二酰-CoA还原酶编码基因(mcr)，实现3-羟基丙酸合成；通过过表达来源于Candida boidinii菌株的甲酸脱氢酶编码基因fdh以增加胞内可利用的NADH含量，通过过表达来源于E.coli的转氢酶编码基因(pntAB、udhA)和/或NAD激酶编码基因(nadK)以增加胞内NADH转变成NADPH的含量，从而为3-羟基丙酸的生产提供所需的辅酶；

若目标代谢产物为乳酸，过表达丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶编码基因(pfor)，过表达乳酸脱氢酶编码基因(ldh)，实现乳酸合成，通过过表达来源于Candida boidinii菌株的甲酸脱氢酶编码基因fdh以增加胞内可利用的NADH含量，从而为乳酸的生产提供所需的辅酶；

若目标代谢产物为3-羟基丙酸和乳酸混合物，过表达来源于Propionibacterium freudenreichii的甲基丙二酰-CoA羧基转移酶编码基因(mmc)，与来源于绿曲绕丝状菌丙二酰-CoA还原酶编码基因(mcr),过表达乳酸脱氢酶编码基因(ldh)，实现3-羟基丙酸和乳酸联产；通过过表达来源于E.coli的NAD激酶(nadK)和/或转氢酶编码基因(pntAB、udhA)以增加胞内NADPH含量；通过过表达来源于Candida boidinii菌株的甲酸脱氢酶编码基因fdh以增加胞内可利用的NADH含量，从而为3-羟基丙酸和乳酸的生产提供所需的辅酶。

2.根据权利要求1所述的一种利用乙酸生产羟基丙酸代谢工程大肠杆菌菌株的构建方法，其特征在于，丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶编码基因来源于Clostridium thermocellum、Clostridium sp.BNL1100、Clostridium clariflavum、Clostridium butyricum、Clostridium pasteurianum BC1、Clostridium baratii str.Sullivan、Alkaliphilus oremlandii或Desulfotalea psychrophila LSv54菌株。