[发明专利]一种利用甲酸根助力游离脂肪酸生产的基因工程菌

权利要求书

1.一种利用甲酸根助力游离脂肪酸生产的基因工程菌，其利用甲酸根助力合成游离脂肪酸的途径如下：

(1)葡萄糖在微生物体内转化为游离脂肪酸合成前体物质乙酰辅酶A，并经过菌株本身具有的脂肪酸合成途径合成游离脂肪酸；

(2)甲酸盐在发酵时进行添加后，转入微生物体内，在外源表达的甲酸脱氢酶的作用下转化为CO₂，同时产生游离脂肪酸生产所需要的还原力；

(3)甲酸根转化为的CO₂以及细胞内本身由葡萄糖转化产生的CO₂，在外源表达1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶及磷酸核酮糖激酶的作用下转化为游离脂肪酸合成的前体物质乙酰辅酶A；

(4)来源于甲酸根及葡萄糖的乙酰辅酶A经过游离脂肪酸合成途径最终转化为游离脂肪酸。

2.根据权利要求1所述的基因工程菌，其特征在于，所述利用甲酸根助力合成游离脂肪酸的基因工程菌为异源表达外源性编码甲酸脱氢酶(Formate dehydrogenase)的基因FDH和过表达卡尔文循环模块中关键基因的重组酿酒酵母菌。

3.根据权利要求2所述的基因工程菌，其特征在于，所述外源性编码甲酸脱氢酶的基因FDH包括来源于布氏乳杆菌的基因FDH1或来源于布氏乳杆菌且经过密码子优化的基因FDH1、来源于母牛分枝杆菌的基因FDH2或来源于母牛分枝杆菌且经过密码子优化的基因FDH2、来源于博伊丁假丝酵母的基因FDH3或来源于博伊丁假丝酵母且经过密码子优化的基因FDH3、来源于假单胞菌101的基因FDH4或来源于假单胞菌101且经过密码子优化的基因FDH4，以及分别基于上述基因FDH1-4的不引起所述甲酸脱氢酶功能改变的基因取代。

4.根据权利要求2或3所述的基因工程菌，其特征在于，所述卡尔文循环模块中的关键基因包括编码1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的基因RuBisCO或经过密码子优化的编码1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶的基因RuBisCO，和/或编码磷酸核酮糖激酶的基因PRK或经过密码子优化的编码磷酸核酮糖激酶的基因PRK。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的基因工程菌，其特征在于，所述基因工程菌为经过底盘微生物改造获得的重组酿酒酵母菌，所述底盘微生物改造包括游离脂肪酸分解代谢途径的相关基因的敲除。

6.根据权利要求5所述的基因工程菌，其特征在于，所述游离脂肪酸分解代谢途径的相关基因包括编码脂肪醛脱氢酶的基因hfd1、编码脂肪酰基辅酶A氧化酶的基因pox1、编码长链脂肪酰基辅酶A合成酶的基因faa1和编码长链脂肪酰基辅酶A合成酶的基因faa4。

7.如权利要求1-6中任意一项所述的基因工程菌在生产游离脂肪酸中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括将所述基因工程菌进行发酵培养，生产游离脂肪酸。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，将所述基因工程菌进行发酵培养，并在发酵阶段添加含甲酸根的化合物，生产游离脂肪酸；优选地，含甲酸根的化合物为甲酸盐。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，在摇瓶发酵中，通过添加20g/L葡萄糖并在24小时加入2-7.2g/L甲酸盐，生产游离脂肪酸；在5L发酵罐发酵中，通过葡萄糖连续补料并每12小时添加5g/L甲酸盐，生产游离脂肪酸。