[发明专利]一种微生物制备5-氨基-1-戊醇的方法

说明书

本发明涉及一种微生物制备5‑氨基‑1‑戊醇的方法，将同时过表达含赖氨酸脱羧酶、腐胺氨基转移酶、醛脱氢酶编码基因的微生物，通过生物法制备得到5‑氨基‑1‑戊醇。本发明开拓了利用微生物法生产5‑氨基‑1‑戊醇的新路径，反应条件温和、生产规模易放大，原料可再生、可有效减少碳排放，生产过程环保、温和。

技术领域

本发明属于生物领域，特别涉及一种微生物制备5-氨基-1-戊醇的方法。

背景技术

5-氨基-1-戊醇具有氨基和羟基官能团，可以和二元羧酸形成酯键和酰胺键，是制备高分子材料聚酯酰胺(PEAS)的重要单体。聚酯酰胺集合了酯键的可生物降解性和酰胺基团间氢键带来的优异的热稳定性和机械性能，可以应用在工程塑料、纺织材料和膜材料领域。此外，5-氨基-1-戊醇也是合成生物碱(manzamine)的起始原料，生物碱manzamine具备多种生物活性，被以为是最迷人的海洋天然产物之一。

目前为止，仅有很少的公开资料报道了5-氨基-1-戊醇的化学合成。5-氨基-1-戊醇的合成可以直接胺化醇类，该方法需要金属催化剂，反应温度在150～250℃，过程中有大量的副产物生成。还有的合成方法采用胺化酮或醛，该工艺反应温度可以控制在120℃以下。化学合成5-氨基-1-戊醇往往需要氯化氢、氢气、氨等易燃、易爆、易腐蚀化学品，生产条件苛刻，对环境不友好。

近几年，随着合成生物学的进展及其在代谢工程中的应用，越来越多的化学品可以用生物法来合成，如戊二胺、氨基己酸、丁二胺都可以用改造的微生物来合成。用微生物生产化学品或者材料具有原料可再生、反应过程常温、常压等优点，环境友好，利于碳减排。

目前国内外尚未有利用微生物合成5-氨基-1-戊醇的公开报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种微生物制备5-氨基-1-戊醇的方法，填补现有技术利用生物法进行5-氨基-1-戊醇合成的空缺。

本发明的一种微生物制备5-氨基-1-戊醇的方法，包括：将同时过表达含赖氨酸脱羧酶、腐胺氨基转移酶、醛脱氢酶编码基因的微生物，通过生物法制备得到5-氨基-1-戊醇。

所述微生物中还含过表达胺转运蛋白PotE编码基因。

进一步地，对微生物菌株进行代谢工程改造，在宿主中过表达含赖氨酸脱羧酶、腐胺氨基转移酶、醛脱氢酶。

可以对上述酶通过理性或者随机改造，从而使得5-氨基-1-戊醇的产率更高。

所述赖氨酸脱羧酶基因、腐胺氨基转移酶基因、醛脱氢酶基因、胺转运蛋白基因可以借助公开基因数据库(如KEGG、GenBank)，从任何种属的微生物获得，来源微生物包括但不限于：芽孢杆菌属、梭菌属、肠球菌属、棒状杆菌属、土芽孢杆菌属、乳杆菌属、乳球菌属、海洋芽孢杆菌属、葡萄球菌属、链球菌属、链霉菌属、弯曲杆菌属、肠杆菌属、沙雷氏菌属、埃希氏菌属、放线菌属、黄杆菌属、梭杆菌属、螺杆菌属、泥杆菌属、奈瑟氏菌属、假单胞菌属、沙门氏菌属、以及脲原体中的一种或几种。