[发明专利]3-羟基丁酸、4-羟基丁酸和3-羟基戊酸三元共聚物P(3HB-4HB-3HV)及其微生物生产

说明书

本发明提供了一种重组菌，以及采用该重组菌发酵生产P(3HB‑4HB‑3HV)的方法，本发明还提供了调节P(3HB‑4HB‑3HV)中单体比例的方法。本发明通过将原本不能生产P(3HB‑4HB‑3HV)的微生物，经过改造构建可以生产P(3HB‑4HB‑3HV)的重组菌，同时，培养该重组菌可以很好的调高生产出的P(3HB‑4HB‑3HV)中4HB以及3HV的含量，获得性能优异的P(3HB‑4HB‑3HV)材料。

技术领域

本发明涉及生物技术和生物材料领域，具体涉及3-羟基丁酸、4-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物P(3HB-4HB-3HV)及其微生物生产。

背景技术

利用微生物发酵生产的可降解塑料PHA主要有均聚物P(3HB)、共聚物P(3HB-co-4HB)、P(3HB-co-3HV)和P(3HB-co-3HHx)。除了3HB单体在部分微生物中（例如嗜盐单胞菌）可以利用葡萄糖等非相关碳源合成达到生产水平外（参考文献：Tan D., et al.Unsterile and continuous production of polyhydroxybutyrate by Halomonas TD01.Bioresource Technology. 2011. 102: 8130-8136），其他几种单体都存在微生物原生通路的生产水平低下问题（例如参考文献：Li M.Y., et al. Engineering Pseudomonas entomophila for synthesis of copolymers with defined fractions of 3-hydroxybutyrate and medium-chain-length 3-hydroxyalkanoates. MetabolicEngineering. 2019, 52: 253-262），因此亟需寻求一种提高除3HB之外单体水平的方法，但是目前报道的工程菌只有利用非相关碳源合成一种或两种单体共聚的PHA的菌株。并没有公开本申请所述的3-羟基丁酸、4-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物以及生产菌株。

聚羟基脂肪酸酯（PHA）是一类具有数百种单体的聚合物总称。一种单体聚合得到的PHA，如P(3HB)，存在断裂延伸率低、材料性能脆、韧性差、熔融状态不稳定的问题。两种单体共聚得到的PHA，如P(3HB-co-4HB)、P(3HB-co-3HV)、P(3HB-co-3HHx)，存在重结晶导致的材料变脆、透明度低、热稳定差等问题。而三种单体共聚得到的P(3HB-4HB-3HV)材料，因为有三种不同结构的单体，很好的减弱了后结晶的现象，并具备很好的透明度和材料韧性。

发明内容

为解决以上问题，本申请提供了一种生产P(3HB-4HB-3HV)的方法以及生产菌株，并且有效的提高了单体4HB和/或3HV的比例，使得制备的P(3HB-4HB-3HV)具有较高的玻璃化转化温度，较低的杨氏模量和较大的断裂伸长率。

具体的，本申请的第一方面，提供了一种重组菌，所述的重组菌中scpA、scpB、sucD、ogdA、4hbD、orfZ、dhaT和aldD过表达，且，所述的重组菌中sdhE、gabD、sad和prpC弱化表达。

优选的，所述的重组菌中phaA、phaB和phaC过表达。