[发明专利]微生物及其用途

说明书

本发明提出了一种微生物。该微生物中所包含的MEP通路与MVA通路的通量比为4:3。该微生物代谢通路中的能量和还原当量相对平衡，有利于法尼烯的产生，法尼烯的产量高。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体地，本发明涉及微生物及其用途，更具体地，本发明涉及微生物、制备法尼烯的方法以及制备微生物的方法。

背景技术

法尼烯最早从苹果树中分离得到，在植物防御方面起重要作用。由于其是一种重要的化工原料，在新兴航空燃料、橡胶、天然维生素E等领域具有广阔的市场价值，近年来受到广泛关注。

法尼烯在植物中的含量非常低，无法以提取天然产物的方式应用于市场。化学合成法虽然具有原料易得价廉、反应条件温和、反应速率快、产物易与反应体系分离等优点，但由于合成过程中β-法尼烯双键的立体构型难以控制及不同程度的化学试剂残留，其产品的质量、安全性及使用范围都受到了限制。微生物发酵法主要是利用微生物的生物代谢，将葡萄糖等廉价原料转化为法尼烯，这种方法不受季节、地域、气候等因素的影响，原料易获取、生产周期短、工艺操作简单、成本低廉、产物质量可控、产物易纯化、安全性高，并且环境污染较少，因而以微生物生产法尼烯是一种可行的方式。

然而，如何提高微生物生产β-法尼烯的产量，还需进一步研究。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

微生物发酵的最大问题就是如何提升产量，目前合成法尼烯的途径主要有MEP途径和MVA途径，参考图1。在此基础上，可以通过表达法尼烯合酶以生成法尼烯，参考图2。然而，这些途径怎样搭配才能达到更理想的效果，目前对此也知之甚少。基于上述问题，本申请发明人通过优化MEP途径和MVA途径的通量比，构建了相应的微生物。该微生物代谢通路中的能量和还原当量相对平衡，有利于法尼烯的产生，法尼烯的产量高。

为此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种微生物。根据本发明的实施例，所述微生物中所包含的MEP通路与MVA通路的通量比为4:3。其中，MEP通路和MVA通路是利用微生物生产法尼烯的两条常规途径，具体过程可参见图1。通量比是指进入两条代谢途径的碳原子比例，如进入MEP通路的碳原子数为4，进入MVA通路的碳原子数为3，则两条代谢途径的通量比为4:3，且本发明的通量比不受碳源种类的特别限制。发明人发现，所述微生物中所包含的MEP通路与MVA通路的通量比为4:3，所述微生物代谢通路中的能量和还原当量相对平衡，有利于法尼烯的产生，法尼烯的产量高。

根据本发明的实施例，上述微生物还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述微生物为大肠杆菌、酵母菌或链霉菌。大肠杆菌生产周期短，酵母菌发酵方法成熟，同时发明人克服了导入链霉菌时存在的遗传操作困难、获得阳性结合子概率低等技术难点，利用本发明实施例的微生物生产法尼烯的产量和效率进一步提高。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备法尼烯的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：在合适微生物发酵的条件下，将上述微生物进行发酵处理，以便获得法尼烯。利用根据本发明实施例的方法，能够高产量、高效率地获得法尼烯，且法尼烯的纯度高。