【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高效合成α-氨基丁酸的单细胞工厂及其构建与应用，属于微生物
技术介绍
非天然α-氨基酸是区别于能够由生物体自身合成的22种天然α-氨基酸的一大类氨基酸，它们具有重要的生物活性和生理作用，广泛用于多肽、手性药物以及生物碱等化合物的合成。α-氨基丁酸是抑制人体神经信息传递的非天然氨基酸，具有加强葡萄糖磷酸酯酶的活性，促进脑细胞代谢的作用。α-氨基丁酸也是一种重要的化工原料和医药中间体，已广泛用于药物的合成，如抗结核药物盐酸乙胺丁醇和抗癫痫药物左乙拉西坦的合成，市场巨大。α-氨基丁酸的合成方法主要包括化学合成法、酶拆分法及酶转化法三种。其中化学法包括脱硫反应、氨化水解反应、丁酮酸还原法等，化学合成虽然操作简单，但往往反应条件苛刻且易生成副产物，有时需要利用对环境有害的大量有机溶剂，如JefferyE.A.等利用电化学法制备得α-氨基丁酸，产率仅有48％，同时存在副产物谷氨酸。相比之下，微生物法制备α-氨基丁酸具有特异性较强，条件温和，对环境友好等优点。并且随着基因工程技术的发展，构建重组微生物合成非天然氨基酸代谢途径已经可以完成。目前，α-...
【技术保护点】
一种高效合成α‑氨基丁酸的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述重组菌单细胞工厂是将重组共表达载体转化到宿主菌中得到的；所述重组共表达载体是在质粒载体上串联L‑苏氨酸脱氨酶基因、L‑氨基酸脱氢酶基因、提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因；其中，以L‑氨基酸脱氢酶基因的表达为基准，控制供辅因子NADH循环的脱氢酶的表达量使辅因子NADH的生成速率处于相对较高的水平，控制L‑苏氨酸脱氨酶的表达量处于相对较合适的水平。
【技术特征摘要】
1.一种高效合成α-氨基丁酸的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述重组菌单细胞工厂是将重组共表达载体转化到宿主菌中得到的；所述重组共表达载体是在质粒载体上串联L-苏氨酸脱氨酶基因、L-氨基酸脱氢酶基因、提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因；其中，以L-氨基酸脱氢酶基因的表达为基准，控制供辅因子NADH循环的脱氢酶的表达量使辅因子NADH的生成速率处于相对较高的水平，控制L-苏氨酸脱氨酶的表达量处于相对较合适的水平。2.根据权利要求1所述的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述的重组菌单细胞工厂能得到较优的从L-苏氨酸到中间产物酮丁酸及从酮丁酸到α-氨基丁酸的平衡速率，不会造成中间产物酮丁酸的积累因而不会造成对反应的抑制；同时所述的重组菌单细胞工厂不需要外源添加辅因子，相比于其他方法减少了底物进出细胞或扩散的路径从而增加了转化速率。3.根据权利要求1所述的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述控制，是通过但不限于，启动子和/或rbs序列优化，也可以是增强子、终止子、沉默子优化等。4.根据权利要求1所述的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述重组菌单细胞工厂的构建方法，包括：(1)根据启动子及L-苏氨酸脱氨酶的基因序列，设计不同强度的rbs序列用来控制L-苏氨酸脱氨酶的表达量从而控制L-苏氨酸到酮丁酸的转化速率；(2)对辅因子NADH的供应速率进行了调控，主要是对启动子以及rbs序列进行优化来控制提供辅因子NADH循环的脱氢酶表达量从而控制辅因子NADH的再生速率；(3)将rbs优化后的L-苏氨酸脱氨酶基因、L-氨基酸脱氢酶基因、启动子以及rbs优化后的提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因按顺序连接，构建重组共表达载体，并将重组共表达载体转化宿主菌中，构建基因工程菌单细胞工厂。5.根据权利要求1所述的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述L-苏氨酸脱氨酶基因前有质粒载体自身携带的启动子、针对L-苏氨酸脱氨酶基因和质粒载体设计的表达强度低于质粒载体本身rbs的rbs序列；所述L-苏氨酸脱氨酶基因与L-氨基酸脱氢酶基因之间通过质粒载...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶志明，周俊平，杨套伟，张显，徐美娟，张蔡喆，戚云龙，郑俊贤，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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