[发明专利]具有丙二酸产生能力的重组突变微生物和使用其产生丙二酸的方法

说明书

本发明涉及具有产生丙二酸的能力的重组突变微生物和使用其生产丙二酸的方法，并且更具体地，涉及具有产生丙二酸的能力的突变微生物，其中半醛脱氢酶编码基因被导入具有产生丙二酸半醛能力的微生物中，以及使用所述微生物产生丙二酸的方法。根据本发明的突变微生物可用于通过经生物方法表达具有半醛脱氢酶活性的酶，经丙二酸半醛作为中间代谢物从β‑丙氨酸或各种碳源有效地产生丙二酸。

技术领域

本发明涉及具有产生丙二酸的能力的重组突变微生物和使用其生产丙二酸的方法，并且更具体地，涉及具有产生丙二酸的能力的突变微生物，其中半醛脱氢酶编码基因被导入具有产生丙二酸半醛能力的微生物中，以及使用所述微生物产生丙二酸的方法。

背景技术

丙二酸，为一种C3-二羧酸，是一种化学物质，用于生产各种香料、香精和药物。丙二酸的需求量很大，但由于高成本和对环境有害的生产工艺，用于生产丙二酸的常规化学方法具有局限性。通过生物途径生产丙二酸的已知方法包括通过丙二酰-CoA水解酶活性从丙二酰-CoA产生丙二酸的方法(WO 2013134424)。

然而，已知丙二酰-CoA途径具有比天冬氨酸途径低的代谢物生产效率(VinodKumar et al.,Biotechnology Advances 31:945–961,2013；Valdehuesa et al.,Appl.Microbiol.Biotechnol.,97:3309–3321,2013)。因此，需要开发一种以比传统化学制备方法和使用丙二酰-CoA的方法更高效的方式生产丙二酸的方法。

因此，已经尝试开发一种通过丙二酸半醛脱氢酶活性使用丙二酸半醛生产丙二酸的方法，丙二酸半醛可以在细胞中作为前体容易地产生。

因此，诸位发明人进行了广泛的努力以开发一种通过生物途径更有效地产生丙二酸的方法，并且结果是，产生了一种表达丙二酸半醛脱氢酶和β丙氨酸丙酮酸转氨酶并且还表达天冬氨酸-α-脱羧酶的重组微生物，并且已发现使用所产生的重组微生物使得可以从碳源高效地产生丙二酸，从而完成本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用丙二酸半醛作为前体通过丙二酸半醛脱氢酶活性来产生丙二酸的突变微生物。

本发明的另一个目的是提供一种使用突变微生物产生丙二酸的方法，该突变微生物利用丙二酸半醛途径作为主要的丙二酸产生途径。

为实现上述目的，本发明提供了一种具有产生丙二酸的能力的突变微生物，其中半醛脱氢酶编码基因被导入具有产生丙二酸半醛的能力的微生物中。

本发明还提供了一种具有产生丙二酸的能力的突变微生物，其中β丙氨酸丙酮酸转氨酶编码基因和半醛脱氢酶编码基因被导入具有产生β-丙氨酸的能力的微生物中。

本发明还提供了一种具有产生丙二酸的能力的突变微生物，其中天冬氨酸-α-脱羧酶编码基因、β-丙氨酸丙酮酸转氨酶编码基因和半醛脱氢酶编码基因被导入具有产生天冬氨酸的能力的微生物中。

本发明还提供了一种从糖产生丙二酸的方法，该方法包括以下步骤：在含有碳源的培养基中培养上述突变微生物，从而产生丙二酸；并且回收所产生的丙二酸。

附图说明

图1显示通过半醛脱氢酶将丙二酸半醛转化为丙二酸。

图2示意性地显示代谢途径和菌株的构建，其从葡萄糖经由β丙氨酸和丙二酸半醛产生丙二酸。

图3显示通过插入panD、aspA和ppc基因以过量产生β丙氨酸而构建的重组质粒。

图4显示了通过插入pa4123基因和pa0132基因以从β丙氨酸产生丙二酸而构建的p100-99A pa4123pa0132重组质粒。

图5显示了通过插入yneI基因和pa0132基因以从β丙氨酸产生丙二酸而构建的p100-99A yneIpa0132重组质粒。