本发明专利技术公开了一种nudC基因及其在制备烟酸方面的应用。所述nudC基因的核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示，其编码蛋白nudC蛋白的氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。利用本发明专利技术发现的nudC基因构建的工程菌可以一步直接获得烟酸，不仅避免了现有烟酸化学合成过程中的各种缺点，而且生产条件简单，无污染，简便易行，易放大，成本低，适合于大规模工业化生产应用，有很大的推广价值。
A nudC gene and its application in the preparation of nicotinic acid
The invention discloses a nudC gene and its application in the preparation of nicotinic acid. The nucleotide sequence of the nudC gene is shown as SEQ.ID.NO.1, and the amino acid sequence encoding the protein nudC is shown as SEQ.ID.NO.2. The engineering bacteria constructed by the nudC gene can directly obtain nicotinic acid in one step. It not only avoids the shortcomings of the existing chemical synthesis of nicotinic acid, but also has the advantages of simple production conditions, no pollution, easy operation, easy enlargement and low cost. It is suitable for large-scale industrial production applications and has great popularization value.
【技术实现步骤摘要】
一种nudC基因及其在制备烟酸方面的应用
本专利技术涉及烟酸的合成
，更具体地，涉及一种nudC基因及其在制备烟酸方面的应用。
技术介绍
烟酸即3-吡啶甲酸，也称作为维生素B3，属于维生素B族，是一种水溶性维生素，是人体必需的13种维生素之一。烟酸是机体组织中重要的递氢体和抗糙皮病的因子，有维持皮肤和神经健康，促进消化的作用。若其缺乏时，可产生糙皮病，表现为皮炎、舌炎、口咽、腹泻及烦躁、失眠感觉异常等症状。与烟酰胺统称维生素PP，用于抗糙皮病，亦可用作血扩张药。作为医药中间体，用于异烟肼、烟酰胺、尼可刹及烟酸肌醇酯等的生产。烟酸也用于粮食制品，肉品添加剂和饲料添加剂以预防糙皮病。特别是饲料中添加烟酸后可提高畜禽的抗病能力，加快生长速度，提高饲料的利用率，可大量节省饲料，降低饲养成本。美国曾用添加烟酸的饲料喂养奶牛，与对照组相比，产奶量可提高15％-20％。另外烟酸还可作为形成活性污泥的生化激素，空气和废气的除臭剂。烟酸在染料工业、感光材料工业、染发助剂、洗涤剂等方面也有一定的应用。目前工业上主要用化学合成法生产烟酸，合成方法主要有液相法（高锰酸钾氧化法和硝酸氧化法）和气相法（臭氧氧化法、氨氧化法和空气氧化法），所用原料主要为3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、3-氰基吡啶以及哇琳等。目前最常用的方法是以3-甲基吡啶为原料用空气氧化法合成烟酸。将3-甲基吡啶、空气和氨气按比例通入流化床反应器中，在290～360℃、V2O5催化下反应生成烟腈；再于氢氧化钠水溶液中、160℃下高压水解生成烟酸钠，最后用盐酸酸化得烟酸。在这个合成过程中需要经过烟腈这一部中间产物，烟腈通过化学反应生成烟酸需要高温高压、强酸强碱的条件，对设备具有一定的要求而且也会腐蚀设备，且对环境也不友好。清华紫光公司的专利CN114288A报道了用3-甲基吡啶一步催化生成烟酸，其过程为将3-甲基吡啶与硫酸反应生成甲基吡啶硫酸盐，然后在氧化剂硝酸的作用下氧化生成烟酸硫酸盐，烟酸硫酸盐加入碱溶液中可制得烟酸，原料收率为90％左右。此过程中需要硫酸、硝酸、碱溶液等强酸强碱物质，污染严重。在烟酸化学合成过程中，必须具备特定的高温高压环境或者采用强酸、强碱或化学催化剂处理，反应选择性不高，副产物多，产品的收率不高，环境污染大。相对而言，生物法制备烟酸具有底物选择性高、催化效率高、反应条件温和、环境污染小等特点。此外，生物法制备易放大，成本低，适合于大规模工业化生产应用。目前有报道用微生物枯草芽孢杆菌、玫瑰色红球菌、诺卡氏菌、茄病镰刀菌以及恶臭假单胞菌发酵来生物催化3-氰基吡啶制备烟酸。但是，生物催化法制备烟酸主要是依赖于微生物发酵产腈水解酶，通过此酶来催化3-氰基吡啶转化为烟酸，仍然需要添加原料3-氰基吡啶。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有烟酸制备技术的不足，提供一种nudC基因的新应用，利用该基因构建的工程菌能够直接生产烟酸。本专利技术的第一个目的是提供一种nudC基因。本专利技术的第二个目的是提供一种nudC蛋白。本专利技术的第三个目的是提供一种含有nudC基因的重组载体。本专利技术的第四个目的是提供一种含有nudC基因的重组工程菌本专利技术的第五个目的是提供所述的nudC基因在烟酸制备中的应用。本专利技术的第六个目的是提供所述的nudC蛋白在烟酸制备中的应用。本专利技术的第七个目的是提供所述的重组载体在烟酸的制备中的应用。本专利技术的第八个目的是提供所述的重组工程菌在制备烟酸中的应用。本专利技术的第八个目的是提供一种生产烟酸的方法。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：本专利技术发现过表达nudC基因的菌株的培养基滤液中可以分离检测到烟酸，说明nudC基因可以用于烟酸的制备。因此如下方案均应在本专利技术的保护范围之内：一种nudC基因，其核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。一种nudC蛋白，其氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。一种重组载体，载体中连接有所述的nudC基因。优选地，所述载体为pMV361或pMV261。一种重组工程菌，是将SEQ.ID.NO.1所示序列重组入受体菌所得，也属于本专利技术的保护范围。所述受体菌为耻垢分枝杆菌，将SEQ.ID.NO.1所示序列重组进去后能够正常表达即可。所述的nudC基因在制备烟酸中的应用，也属于本专利技术的保护范围。所述的nudC蛋白在制备烟酸中的应用，也属于本专利技术的保护范围。所述的重组载体在制备烟酸中的应用，也属于本专利技术的保护范围。所述重组工程菌在制备烟酸中的应用，也属于本专利技术的保护范围。一种生产烟酸的方法，是将上述重组工程菌进行培养，从培养液中收集纯化烟酸。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术发现了一种nudC基因的新应用，利用该基因构建的重组质粒及工程菌可以一步直接获得烟酸，而不依赖于添加3-氰基吡啶，不仅避免了现有烟酸化学合成过程中的各种缺点，而且生产条件简单，无污染，简便易行，易放大，成本低，适合于大规模工业化生产应用。附图说明图1为pMV361-NudCms质粒经EcoRⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切后核酸凝胶电泳，M：DNAmarker；1～3：阳性质粒。图2为pMV361-NudCms质粒示意图图3为PCR扩增产物核酸凝胶电泳；M：DNAmarker；1～3：阳性克隆子。图4为对照菌株和过表达菌株培养液滤液及烟酸标准品经HPLC分离色谱图；A：对照菌株耻垢分枝杆菌mc2155培养液滤液；B：过表达NudC基因的耻垢分枝杆菌mc2155-pMV261-NudCms培养液滤液；C：烟酸标准品。图5为pMV261-NudCms质粒经BamHⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切后核酸凝胶电泳，M：DNAmarker；1-3：阳性质粒。图6为pMV261-NudCms质粒示意图。图7为PCR扩增产物核酸凝胶电泳；M：DNAmarker；1～3：阳性克隆子。图8为对照菌株和过表达菌株培养液滤液及烟酸标准品经HPLC分离色谱图；A为对照菌株耻垢分枝杆菌mc2155培养液滤液；B：过表达NudC基因的耻垢分枝杆菌mc2155-pMV261-NudCms培养液滤液；C：烟酸标准品。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。实施例1nudC基因的扩增及构建质粒pMV361-NudCms1、nudC基因的扩增以耻垢分枝杆菌mc2155基因组DNA为模板，使用引物对5'-ATCGGAATTCATGAGCGAACACCGCACGT-3'/5'-TGCAAAGCTTTCAGTCGAGTGCGGCCCAGG-3'，PCR扩增nudC基因ORF序列。PCR产物经核酸凝胶电泳分离目的DNA片段，使用Omega公司胶回试剂盒回收目的DNA片段，经过测序后得到nudC基因ORF序列如SEQIDNO：1所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQIDNO：2。回收后的DNA均使用EcoRⅠ和HindⅢ限制性内切酶酶切并通过Omega公司Cycle-pure回收试剂盒回收酶切后的DNA备用。2、酶切LB培养含pMV361质本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种nudC基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。
【技术特征摘要】
1.一种nudC基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ.ID.NO.1所示。2.一种nudC蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ.ID.NO.2所示。3.一种重组载体，其特征在于，载体中连接有权利要求1所述的nudC基因。4.根据权利要求3所述的重组载体，其特征在于，所述载体为pMV361或pMV261。5.一种重组工程菌，其特征在于，将...
【专利技术属性】
技术研发人员：王绪德，周亚凤，刘雪宾，
申请(专利权)人：上海晶诺生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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