[发明专利]产乳酸的嗜氢菌属细菌转化体

说明书

一种通过将(a)乳酸脱氢酶基因和/或(b)苹果酸/乳酸脱氢酶基因引入到嗜氢菌属(Hydrogenophilus)细菌中而获得的转化体，所述转化体可以利用二氧化碳作为唯一碳源高效生产乳酸。从高乳酸生产效率的观点来看，Parageobacillus thermoglucosidasius、嗜热地芽孢杆菌(Geobacillus kaustophilus)和嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)的ldh基因在乳酸脱氢酶基因中是优选的，并且嗜热栖热菌(Thermus thermophilus)的mldh基因和红色亚栖热菌(Meiothermus ruber)的mldh‑1和mldh‑2基因在苹果酸/乳酸脱氢酶基因中是优选的。

技术领域

本发明涉及一种具有乳酸生产能力的嗜氢菌属细菌转化体，并涉及使用所述转化体生产乳酸的方法。

背景技术

使用微生物生产化学产品

2015年通过的《巴黎协定》规定，应迅速减少全球温室气体排放量。根据该协定，日本设定了到2030年将其温室气体例如二氧化碳和甲烷的排放量与2013年水平相比减少26％的目标。

在世界范围内，大多数化学品的生产依赖于石油资源，加剧了温室气体排放量增加的问题。因此，摆脱对石油的依赖是生产化学品的理想策略，并且在各个国家中正认真地进行从生物质生产绿色化学品的生物炼制的研究和开发。然而，用作微生物发酵原材料的生物质的糖化除了成本高之外还需要复杂的过程。

作为致力于摆脱石油依赖的研究的一部分，诸如二氧化碳、甲烷和一氧化碳的气体作为更具可持续性的碳源已引起关注，并且使用利用这些气体的微生物生产有价值的化学品和生物燃料的技术已成为引起强烈兴趣的主题。具体来说，非常期待对全球变暖具有显著贡献的二氧化碳的碳固定和二氧化碳的高效利用。

鉴于由塑料垃圾造成的海洋污染等问题，最终被自然界中的微生物分解成水和二氧化碳的生物可降解塑料已引起关注。生物可降解塑料根据制造方法被分类为细菌产物系列、天然产物系列和化学合成系列。在所有生物可降解塑料中研究和实际实现进展最快的聚乳酸(乳酸树脂)，由于其原材料是糖酵解系统这一活体内代谢途径的产物乳酸，因此被认为是介于细菌产物系列和化学合成系列之间的一种中间生物可降解塑料。也就是说，聚乳酸通过由微生物发酵产生的乳酸的纯化和化学缩聚来生产。当前的聚乳酸生产使用生物质作为原材料，将所述生物质转变成糖类如上所述需要复杂的步骤，因此当前的聚乳酸生产具有高成本的问题。

因此，需要一种能够以更简单的步骤生产乳酸的实用方法，尤其是能够通过二氧化碳固定来生产乳酸的实用方法。

乳酸从活体内的重要代谢产物丙酮酸产生。也就是说，乳酸通过乳酸脱氢酶的催化活性产生。

作为一种使用重组微生物制造乳酸的技术，专利文献1描述了一种使用通过将瑞士乳杆菌(Lactobacillus helvetics)或巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)的乳酸脱氢酶基因引入到酵母菌株中而获得的转化体来生产乳酸的方法。

专利文献2描述了一种使用通过将戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)LDH基因作为乳酸脱氢酶基因引入到粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)中而获得的转化体来生产乳酸的方法。

专利文献3描述了一种使用通过将Thermoanaerobacter pseudethanolicus ldh基因作为乳酸脱氢酶基因引入到热醋穆尔氏菌(Moorella thermoacetica)中而获得的转化体来生产乳酸的方法。

专利文献4描述了一种使用通过将德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)hdhD基因或ldhA基因作为乳酸脱氢酶基因引入到Geobacillus thermoglucosidans中而获得的转化体来生产乳酸的方法。