[发明专利]一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法

说明书

本发明公开了一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法。该方法包括以下步骤：步骤1，构建重组菌株E.coli BL‑22AB和E.coli BL‑YDT；步骤2，选取重组菌株E.coli BL‑22AB和E.coli BL‑YDT加入催化L‑赖氨酸反应生产戊二酸。与现有技术相比，本发明公开了一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法，通过将DavAB和GabDT分开表达在两个细胞中，利用双细胞耦合催化生产的方式，使得中间产物5‑氨基戊酸的积累减少，终产物戊二酸的产量提高。相比于将DavAB和GabDT共表达在一个细胞中，戊二酸的摩尔收率提高了19.2%。

技术领域

本发明涉及戊二酸制备技术领域，具体涉及一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法。

背景技术

戊二酸，别名：胶酸，α，γ一丙烷二竣酸，1，3一丙二竣酸，分子式为C₅H₈O₄，是一种重要的有机化工原料和中间体，在化学、建筑、医药、农业等方面具有广泛的应用。在塑料工业中，戊二酸及其戊二酸烷基酯类主要作为增塑剂的中间体，是聚氯乙烯、聚酯、聚酰胺以及聚氯乙烯的聚酯增塑剂的组成成分。在医药方面，戊二酸主要用于合成戊二酸酐，而戊二酸酐又可以作为很多药物的中间体，可用于合成新一代降血脂类药匹伐他汀和瑞舒伐他汀钙片。由于其良好的广谱杀菌能力，可以用来合成各种杀菌消毒洗液和医用药品等等。戊二酸也可合成液态聚酯，用于改良PET纤维的分子结构，从而改进PET纤维的染色性，提高上染率。利用戊二酸配制粘合剂可广泛粘接纺织品、金属等。此外，戊二酸或其酯也可用于聚酯多醇的合成、去垢剂的配制、含硫等烟道气的洗涤。

合成戊二酸的传统方法有回收法，化学合成法。回收法生产戊二酸主要依赖从己二酸的副产物中分离提纯，此法操作繁琐流程长，回收率低且不稳定。合成法主要有环戊酮液相氧化法、，γ- 丁内酯法、二氢吡喃法和戊二腈法。合成法大多原料昂贵不易得，试剂毒性大污染环境，产品收率低，合成路线复杂等缺点。

Si Jae Park等人采用过表达了davAB和GabDT的重组E.coliWL3110菌株，在含有赖氨酸，葡萄糖和α-酮戊二酸的培养基里共同发酵生产了1.7g/L戊二酸。此法发酵周期长且转化率低，且需要添加昂贵的α-酮戊二酸作为氨基受体，大大增加了生产成本。

Jia-Le Yu等人采用过表达了hgdH,、gctAB、hgdABC、ter和tesB的重组E.coli菌株，以α-酮戊二酸为底物厌氧培养得到了3.8mg/L戊二酸。此法反应体系复杂，原料昂贵且有副产物生成，戊二酸摩尔收率低。

经检索，一种经济高效的双细胞耦合生产戊二酸的方法尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法，该方法简单，催化效果好，且中间产物少。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种双细胞耦合催化生产戊二酸的方法，包括以下步骤：

步骤1，构建重组菌株E.coli BL- 22AB和E.coli BL-YDT；

步骤2，选取重组菌株E.coli BL- 22AB和E.coli BL-YDT混合后，催化L-赖氨酸反应生产戊二酸。

作为改进的是，步骤1中重组菌株E.coli BL-22AB和E.coli BL- YDT的构建方法，包括以下步骤：第一步，提取重组质粒pET22b–DavBA和pACYC-GabTD，并以酶切位点NdeI进行酶切验证；第二步，将第一步中验证无误的重组质粒pET22b–DavBA导入E.coli BL21（DE3 ），得到重组菌株E.coli BL-22AB；第三步，将第一步中验证无误的重组质粒pACYC-GabTD导入 E.coli BL21 （DE3 ）中，得到重组菌株E.coli BL-YDT。