本发明专利技术涉及一种结构式如图的聚－３－羟基丁酸－β－羟基乙氧基乙酸酯共聚体，其中ｘ、ｙ为正整数；并提供了该共聚体的生物合成制备方法。本发明专利技术采用基因重组微生物发酵法生产聚－３－羟基丁酸－β－羟基乙氧基乙酸酯，当ＰＨＢ与ＨＥＡ形成共聚物后，在组织工程中不再使机体产生排斥作用，且热稳定性好，可根据需要任意调节其含量，使其硬度、韧性可调；其优异的生物降解性、生物相容性、良好的加工性能使之在组织工程、医药等领域的应用更加广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚羟基酯，特别涉及聚-3-轻基烷酸-(3-羟基乙氧基乙酸酯 及其生物合成制备方法。
技术介绍
聚羟基烷酸酯(polyhtdroxyalkanoates，简称PHAs)通常是微生物在不平 衡生长条件下在细胞内积累的用于存储碳源和能量的颗粒状物质，它是一种 在物理性质上类似于聚乙烯、聚丙烯等化学合成塑料的热塑性聚酯材料，其 具有一般合成塑料所不具备的特性生物降解性、生物相容性、压电性、光学活性、透氧性低、抗紫外辐射、抗凝血性以及在生物合成过程中可利用再 生原料的特性等，在食品、医药、农业、电子、包装材料等领域具有独特而广泛的应用前景，被认为是一种"新型生物可降解材料"而倍受重视。PHAs也 有一些缺点，它具有较强的疏水性，从而影响其降解速率。聚对二氧环己酮(poly (2-p-dioxanone) ，PPDO〕是一种脂肪族聚醚酯， 其分子链上含有醚键，分子链柔顺性好。它不仅具有优异的生物降解性、生 物相容性和生物可吸收性，还具有优异的柔韧性、抗张强度、打结强度，可 广泛应用于制造具有良好韧性和打结强度的外科单丝缝合线，在临床上代替 由聚乳酸和聚乙交酯生产的多丝缝合线，克服其摩擦系数大，易损伤伤口的 缺点，同时还可应用于制造骨板和组织修复材料，如螺钉、钩、片和钳等外 科器具，是一种应用极为广泛的完全生物降解材料。日本京都大学的Kawai等研究发现采用黄杆菌和假单孢菌混和发酵即可 将聚乙二醇脱氢，研究同时还发现该脱氢酶的底物较宽，可以从乙二醇一直 到聚乙二醇20000(PEG20000)。Kawai的研究还显示该混和培养模式可将PEG脱氢经醛到单羧酸(以及少量组分的二羧酸)。Obradors等人在Kawai的研究 基础上，定向分离了PEG降解菌，从河水中分离得到目的菌株假单孢菌 尸M"^w7o"ay Wwte^7'，并从中分离得到了 PEG降解酶。基于上述研究结果认为，采用与上述研究结果相似的途径，通过生物方 法实现由二乙二醇到(3-羟基乙氧基乙酸的转化是可能的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，根据上述现有技术的研究结果，构建出一种含有醚 键的新型聚羟基烷酸酯，其结构式如下<formula>complex formula see original document page 5</formula>其中R为H、 CH3、 C2H5、 C3H7、 ......CnH2n+1 (n为正整数)；m、 p、 q为正整数；x、 y为正整数；当R-CH3， m=l， p=2， q=l， x、 y为正整数时，上述聚羟基烷酸酯 即为聚-3-羟基丁酸-p-羟基乙氧基乙酸酯，其结构式如下<formula>complex formula see original document page 5</formula>其中x、 y为正整数。聚-3-羟基丁酸-P-羟基乙氧基乙酸酯是一种新型聚羟基酯共聚体，是3-羟基丁酸(3-hydroxybutyrate， 3HB)与卩-羟基 乙氧基乙酸((3-hydroxyethoxy acetic acid, HEA)的共聚体，具有良好的生物 降解性、生物相容性、抗凝血性，使得其在医药、组织工程等领域存在较大 的应用空间。目前采用化学合成方法制备该共聚物时，是由P-丁内酯 (卩-butyrolactone)与对二氧环己酮(2-p-dioxanone)开环聚合而成，但是化 学合成的共聚物其分子量低，机械性能差，难以满足要求高分子量的各种性 能；且带有一定的催化剂残留，在组织工程中产生异体排斥作用；而且化学 合成所需要的单体纯度高，催化剂活性强，且开环聚合的反应条件苛刻，其 生产成本非常高。本专利技术的另一目的还在于，提供一种聚-3-羟基丁酸-P-羟基乙氧基乙酸酯 的生物合成制备方法，包括以下步骤1) .从相关微生物中克隆用于生物合成聚-3-羟基丁酸-p-羟基乙氧基乙 酸酯的phaA酶、phaB酶、phaC酶以及PEG降解酶的编码基因；2) .采用基因工程技术构建上述几种生物合成酶的表达载体并导入相 应微生物中，得到重组菌株；3) .将重组菌株进行发酵，收集菌体，提取出聚-3-羟基丁酸-p-羟基乙 氧基乙酸酯共聚物。上述制备方法中，步骤l)中的编码基因来自自然分离的能够合成聚羟基 脂肪酸酯及能够降解PEG的微生物。上述制备方法中，步骤1)中用于克隆所述P—酮硫解酶(phaA)、乙酰乙 酰辅酶A还原酶(phaB)、 PHA合酶(phaC)所采用的微生物是假单包菌属 (Pseudomonas)，用于克隆PEG降解酶编码基因所采用的微生物是鞘脂单胞菌属(Sphingomonas )。上述制备方法中，歩骤2)中所述的微生物是埃希氏菌属(Escherichia)、 假单包菌属(Pseudomonas)、气单包菌属(Aeromonas)，其中优选大肠杆菌 (E.Coli)或嗜水气单包菌(Aeromonas hydrophila)。上述制备方法中，步骤1)中的编码基因通过PCR获得。上述制备方法中，所述PCR的引物是Pegdhl: 5，- CC ATG GAC AAATTC GAC TTT GTC GTG-3'和Pegdh2: 5，-GGTAC CTA GGT GTA AGATTC GGC TTC ATC-3，；phal: 5,-TCTAGAAAGGGCCGTGCATGCGTGCTCACG-3'和pha2: 5，-AAGCTTTTCCAGGCCGCGCGAGCCACCGC-3，。上述制备方法中，其中步骤3)中所述的发酵基质是 4.72g/LKH2P03, 4.62g/L (NH4) 2S04， 1.23g/LMgS04, 2.04g/L (NH4)2HP04, 1 g/L柠檬酸，100mg/L氨苄青霉素和lml/L微量元素(lmol/LHCl中(g): 0.05 FeS04.7H20， 0.011 ZnS04.7H20， 0.0025 MnS02.4H20， 0.005 CuS04.5H20， 0.0005(NH4)6Mo7O24.4H2O， 0.000lNa2B407， 0.01 CaCl2)。上述制备方法中，其中步骤3)中所述的发酵温度为25 45i:，发酵的pH 值为6.0 8.0。上述制备方法中，其中步骤3)中所述的发酵方式为两步法流加分批发酵。本专利技术采用基因重组微生物发酵法生产出一种新型聚羟基垸酸酯一一聚 -3-羟基丁酸+羟基乙氧基乙酸酯(P3HBHEA)。当PHB与HEA形成共聚物 后，在组织工程中不再使机体产生排斥作用，且热稳定性好，可根据需要任意调节其含量，使其硬度、韧性可调；其优异的生物降解性、生物相容性、 良好的加工性能使之在组织工程、医药等领域的应用更加广泛。附图说明图1是本专利技术中含有用于生物合成聚-3-羟基丁酸-p-羟基乙氧基乙酸酯相 关基因的质粒图谱；图2是本专利技术中P3HBHEA的合成代谢流程图。具体实施例方式下面通过对本专利技术较佳实施例的描述，详细说明本专利技术。以下描述并不 限制本专利技术。实施例1构建用于生产聚-3-羟基丁酸-(3-羟基乙氧基乙酸酯的工程菌株根据文献报道(Sugimoto et al. 2001 J. Bact本文档来自技高网...
【技术保护点】
聚－３－羟基丁酸－β－羟基乙氧基乙酸酯，其结构式如下：－（－Ｏ－＊－ＣＨ↓［２］－＊－）↓［Ｘ］－（－Ｏ－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ－ＣＨ↓［２］－＊－）↓［ｙ］－其中ｘ、ｙ为正整数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：夏邦富，王富强，曾方，
申请(专利权)人：深圳市奥贝尔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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