一种利用生物酶合成1,3-丙二醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用生物酶合成1,3‑丙二醇的方法。本发明专利技术提供了DERA蛋白或所述DERA蛋白相关生物材料在合成1,3‑丙二醇中的应用，以及利用DERA蛋白和yqhD蛋白生物合成1,3‑丙二醇的具体方法。本发明专利技术构建并实现了1,3‑丙二醇的新途径，此途径不需要辅酶B12的参与，有潜力成为1,3‑丙二醇工业生产的新方法。

A method for the synthesis of 1,3- propanediol by bioenzyme

The invention discloses a method for synthesizing 1,3 propanediol by using biological enzymes. The invention provides the application of DERA protein or the DERA protein related biomaterial in the synthesis of 1,3 propylene glycol, and the specific method for the biosynthesis of 1,3 and propylene glycol by using DERA protein and yqhD protein. The invention has constructed and realized a new approach to 1,3 propylene glycol, which does not require the participation of coenzyme B12, and has the potential to be a new method for the industrial production of 1,3 propylene glycol.

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物酶合成1,3-丙二醇的方法
本专利技术涉及生物酶合成领域，具体涉及一种利用生物酶合成1,3-丙二醇的方法。
技术介绍
1,3-丙二醇是一种重要的化学中间体，可以参与聚合反应生产聚醚、聚氨酯和聚酯。与1,2-丙二醇、丁醇和乙二醇为前体合成的聚合物相比，以1,3-丙二醇为前体合成的聚合物具有更好的性能和稳定性，因此被广泛应用于纺织业、塑剂、冷却剂等。如1,3-丙二醇和对苯二甲酸发生聚合反应形成的聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)，主要用于制造地毯、纺织纤维，用这种聚合物制成的纺织品具有良好的拉伸弹性、复苏性、防沾污性；在发动机冷却配方中加1,3-丙二醇，可以增强热稳定性并且减少腐蚀性，而且比用乙二醇作冷却剂毒性小。近来还发现1,3-丙二醇还可以用于热塑性塑料、涂料和胶片的制造，如用1,3-丙二醇合成的热塑性聚氨酯(TPU)，改善了热水解性和热稳定性。1,3-丙二醇合成方法主要分为化学合成法和微生物合成法，化学法主要有环氧乙烷羰基化法和丙烯醛水合氢化法。目前通用的微生物法生产1,3-丙二醇主要是利用微生物将甘油转化为1,3-丙二醇。生物柴油生产过程中会生成一部分副产物甘油，以此为发本文档来自技高网...

【技术保护点】
DERA蛋白或所述DERA蛋白相关生物材料在合成1,3‑丙二醇中的应用；所述DERA蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQ ID No.2的蛋白质；(A2)将SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)或(A2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)‑(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；所述DERA蛋白相关生物材料为能够表达所述DERA蛋白的核酸分子，或含有所述核酸分子的...

【技术特征摘要】
1.DERA蛋白或所述DERA蛋白相关生物材料在合成1,3-丙二醇中的应用；所述DERA蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；(A2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)或(A2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；所述DERA蛋白相关生物材料为能够表达所述DERA蛋白的核酸分子，或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述应用为所述“DERA蛋白或所述DERA蛋白相关生物材料”和“yqhD蛋白或所述yqhD蛋白相关生物材料”在合成1,3-丙二醇中的应用；所述yqhD蛋白为如下任一所示蛋白质：(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.5的蛋白质；(B2)将SEQIDNo.5所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(B3)与(B1)或(B2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；所述yqhD蛋白相关生物材料为能够表达所述yqhD蛋白的核酸分子，或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。3.一种合成的1,3-丙二醇方法，包括如下步骤：(a1)以甲醛和乙醛作为底物，经DERA蛋白催化反应生成3-羟基丙醛；(a2)以3-羟基丙醛作为底物，经yqhD蛋白催化反应生成1,3-丙二醇；所述DERA蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；(A2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)或(A2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(A4)在(A1)-(A3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白；所述yqhD蛋白为如下任一所示蛋白质：(B1)氨基酸序列为SEQIDNo.5的蛋白质；(B2)将SEQIDNo.5所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(B3)与(B1)或(B2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(B4)在(B1)-(B3)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。4.一种合成的1,3-丙二醇方法，包括如下步骤：(b1)以乙醇为底物经yqhD蛋白催化反应生成乙醛；(b2)以乙醛和甲醛作为底物，经DERA蛋白催化反应生成3-羟基丙醛；(b3)以3-羟基丙醛作为底物，经yqhD蛋白催化反应生成1,3-丙二醇；所述DERA蛋白为如下任一所示蛋白质：(A1)氨基酸序列为SEQIDNo.2的蛋白质；(A2)将SEQIDNo.2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；(A3)与(A1)或(A2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：江会锋，杨一群，刘玉万，卢丽娜，马延和，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12