[发明专利]一种1，3-丙二醇氧化还原酶突变体及含其融合蛋白与应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，涉及一种1，3‑丙二醇氧化还原酶突变体及含其融合蛋白与应用。本发明提供了一种1，3‑丙二醇氧化还原酶突变体，所述突变体的氨基酸序列如SEQ ID NO：1所示。本发明还提供了一种包含所述突变体的融合蛋白。所述突变体和/或融合蛋白与野生型蛋白相比，热稳定性较佳，比酶活约为野生型蛋白的3倍，催化效率约为野生型蛋白的4.7倍，在生物合成1，3‑丙二醇中应用前景广阔，工业价值较高。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种1，3-丙二醇氧化还原酶突变体及含其融合蛋白与应用。

背景技术

在生物柴油生产过程中伴随着大量副产物粗甘油的产生，全球约有67%的粗甘油来源于生物柴油工业生产。粗甘油中含有大量残留的甲醇、盐、催化剂、甘油酯和游离脂肪酸等杂质，在未经预处理的情况下，其工业应用价值低。因此，如何绿色高效地综合利用这些粗甘油是面临的难题。近些年来，科研人员考虑将其转化为高附加值产品，例如1，3-丙二醇、2，3-丙二醇、丁醇等。

1，3-丙二醇（1，3-PDO）是一种重要的大宗化合物，广泛应用于化妆品、医药、溶剂、有机合成等领域，是合成聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）、聚氨酯、聚醚以及杂环化合物的单体，尤其作为生产PTT的前体受到广泛关注。目前，1，3-PDO工业生产主要有化学合成法和生物法两种。传统的化学合成法均具有成本高、产率低等缺点。中国专利申请201910071254.5公开了一种甘油溶液高效氢解制备1，3-丙二醇的方法，催化剂由WO_x/M_yO_z复合氧化物载体负载铂、钌双金属合金活性组分构成，M_yO_z为氧化物Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂中的一种；WO_x/M_yO_z载体中，WO_x质量分数为5-50%，M_yO_z质量分数为50-95%。Pt的含量占载体质量的0.1-10%，Ru的含量占载体质量的0.1-10%。

与化学合成法相比，生物法反应条件更温和，原材料来源更广泛，而且对环境污染小。目前生物法主要以甘油为底物，采用相应的微生物发酵，将甘油转化为1，3-PDO。中国专利申请201310688092.2公开了一株高产1，3-丙二醇的微生物，具体公开了分离的微生物、生产PDO的方法及系统，该分离的微生物为克雷伯肺炎杆菌，于2013年7月11日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC NO.7824，保藏名称为ACR30。中国专利申请201410693426.X公开了一种重组大肠杆菌菌株，以及所述重组大肠杆菌菌株的构建方法，和使用该重组大肠杆菌菌株进行生物法合成聚3-羟基丙酸的方法；该申请以甘油为底物生物合成P3HP的代谢途径中，NAD⁺作为辅酶在催化3-羟基丙醛生产3HP的同时会产生大量的NADH，所述重组大肠杆菌菌株代谢甘油生成1，3-PDO的过程会消耗NADH，因此在P3HP的合成途径中引入1，3-PDO的合成，可以平衡菌体内还原力。

大部分的研究主要集中在以甘油为底物发酵生产1，3-PDO，但微生物容易受到甘油中大量杂质的影响，其发酵过程中1，3-PDO的产量、生产效率及生产强度等不可避免地受到限制（jamul D et al. lmpurities of Crude glycerol and their effect onmetabolite production. Ann Microbiol. 2014.64(3):891-898）。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明特此提出了一种1，3-丙二醇氧化还原酶突变体及含其融合蛋白。