重组大肠杆菌工程菌的构建及其在生产β-丙氨酸中的应用制造技术

本发明专利技术公开了重组大肠杆菌工程菌的构建及其在生产β‑丙氨酸中的应用。本发明专利技术所公开的重组大肠杆菌工程菌的构建方法，包括：敲除受体菌的fadR基因、fabF基因、fabH基因和向受体菌中导入mcrC基因、acc基因或基因簇、alkL基因、baat基因和gdh基因以及增强受体菌中fadL基因、fadD基因、sthA基因和atoAC基因簇的表达；受体菌为含有fadR基因、fabF基因和fabH基因的细菌或真菌。实验证明，利用本发明专利技术的重组菌以脂肪酸为原料生产β‑丙氨酸的转化率为16.36％，表明，可以利用本发明专利技术的重组菌制备β‑丙氨酸。

【技术实现步骤摘要】
重组大肠杆菌工程菌的构建及其在生产β-丙氨酸中的应用
本专利技术涉及生物
中，重组大肠杆菌工程菌的构建及其在生产β-丙氨酸中的应用。
技术介绍
β-氨基丙酸(β-aminopropanoicacid)，即3-氨基丙酸(3-aminopropanoicacid)，又称β-丙氨酸(β-Alanine)，分子量89.09，是自然界中唯一存在的β型氨基酸，纯品为无色晶体，易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚和丙酮。β-丙氨酸及其衍生物具有广泛的应用价值。(1)β-丙氨酸可用于合成泛酸和泛酸钙，泛酸是辅酶A和酰基载体蛋白的重要成分，参与了机体的能量代谢，在医药、食品、饲料等领域具有广泛的应用；(2)β-丙氨酸同时也是合成肌肽的氨基酸之一，肌肽是一种由β-丙氨酸和L-组氨酸组成的天然内源性二肽，具有很强的抗氧化能力，广泛应用于化妆品及白内障等治疗中；(3)β-丙氨酸还可用于合成抑制恶性肿瘤骨转移的帕米膦酸钠和抗结肠炎药物的巴柳氮等药物，是重要的医药中间体；(4)此外β-丙氨酸还可用于铅中毒的解毒剂和甜味剂的合成。β-丙氨酸可由丝胶、明胶、玉米蛋白等物质水解精制而得，但是原料有限，成本高。目前β本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.重组菌的构建方法，包括对受体菌进行甲或乙的改造，得到所述重组菌；所述甲为下述A4和A7；所述乙为A4和A7以及A1、A2、A3、A5、A6和A8这六种中的全部或部分；A1、敲除所述受体菌的脂肪酸降解转录因子fadR基因或抑制除所述fadR基因的表达或抑制所述fadR基因编码的蛋白质的活性；A2、敲除所述受体菌的β‑酮脂酰‑ACP合酶II基因fabF基因或抑制除所述fabF基因的表达或抑制所述fabF基因编码的蛋白质的活性；A3、敲除所述受体菌的β‑酮脂酰‑ACP合酶III基因fabH基因或抑制除所述fabH基因的表达或抑制所述fabH基因编码的蛋白质的活性；A4、增加所述受体菌中丙二酸单酰...

【技术特征摘要】
1.重组菌的构建方法，包括对受体菌进行甲或乙的改造，得到所述重组菌；所述甲为下述A4和A7；所述乙为A4和A7以及A1、A2、A3、A5、A6和A8这六种中的全部或部分；A1、敲除所述受体菌的脂肪酸降解转录因子fadR基因或抑制除所述fadR基因的表达或抑制所述fadR基因编码的蛋白质的活性；A2、敲除所述受体菌的β-酮脂酰-ACP合酶II基因fabF基因或抑制除所述fabF基因的表达或抑制所述fabF基因编码的蛋白质的活性；A3、敲除所述受体菌的β-酮脂酰-ACP合酶III基因fabH基因或抑制除所述fabH基因的表达或抑制所述fabH基因编码的蛋白质的活性；A4、增加所述受体菌中丙二酸单酰辅酶A还原酶截短体基因mcrC基因编码蛋白质的含量或增强所述mcrC基因编码蛋白质的活性；A5、增加所述受体菌中乙酰辅酶A羧化酶acc基因或基因簇编码蛋白质的含量或增强所述acc基因或基因簇编码蛋白质的活性；A6、增加所述受体菌中外源烷烃摄入外膜蛋白基因alkL基因编码蛋白质的含量或增强所述alkL基因编码蛋白质的活性；A7、增加所述受体菌中β-丙氨酸氨基转移酶基因baat基因编码蛋白质的含量或增强所述baat基因编码蛋白质的活性；A8、增加所述受体菌中谷氨酸脱氢酶基因gdh基因编码蛋白质的含量或增强所述gdh基因编码蛋白质的活性；所述受体菌为含有所述fadR基因、所述fabF基因和所述fabH基因的细菌或真菌。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述受体菌为1)或2)：1)大肠杆菌；2)大肠杆菌BW25113；和/或，所述acc基因或基因簇来源于谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)或/和混浊红球菌(Rhodococcusopacus)；所述alkL基因来源于除烃海杆菌(Marinobacterhydrocarbonoclasticus)或/和恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)；所述baat基因为大肠杆菌(Escherichiacoli)的puuE基因或/和gabT基因；所述gdh基因为大肠杆菌(Escherichiacoli)或/和枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)的rocG基因；进一步，所述fadR基因编码下述a1)或a2)的蛋白质：a1)序列表中SEQIDNo.2所示的蛋白质；a2)将序列表中SEQIDNo.2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；所述fabF基因编码下述a3)或a4)的蛋白质：a3)序列表中SEQIDNo.14所示的蛋白质；a4)将序列表中SEQIDNo.14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；所述fabH基因编码下述a5)或a6)的蛋白质：a5)序列表中SEQIDNo.16所示的蛋白质；a6)将序列表中SEQIDNo.16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；所述mcrC基因编码下述a7)或a8)的蛋白质：a7)序列表中SEQIDNo.23所示的蛋白质；a8)将序列表中SEQIDNo.23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；所述acc基因或基因簇编码a9)和a10)的蛋白质：a9)下述a91)或a92)：a91)序列表中SEQIDNo.26所示的蛋白质；a92)将序列表中SEQIDNo.26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；a10)下述a101)或a102)：a101)序列表中SEQIDNo.27所示的蛋白质；a102)将序列表中SEQIDNo.27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；所述alkL基因编码下述a11)或a12)的蛋白质：a11)序列表中SEQIDNo.29所示的蛋白质；a12)将序列表中SEQIDNo.29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；所述baat基因编码下述a13)或a14)的蛋白质：a13)序列表中SEQIDNo.32所示的蛋白质；a14)将序列表中SEQIDNo.32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；所述gdh基因编码下述a15)或a16)的蛋白质：a15)序列表中SEQIDNo.34所示的蛋白质；a16)将序列表中SEQIDNo.34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。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：A4是通过向所述受体菌中导入所述mcrC基因实现的；A5是通过向所述受体菌中导入所述acc基因或基因簇实现的；A6是通过向所述受体菌中导入所述alkL基因实现的；A7是通过向所述受体菌中导入所述baat基因实现的；A8是通过向所述受体菌中导入所述gdh基因实现的；和/或，所述fadR基因为下述b1)或b2)：b1)序列表中SEQIDNo.1所示的cDNA分子或DNA分子；b2)与b1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且具有相同功能的cDNA分子或基因组DNA分子；所述fabF基因为下述b3)或b4)：b3)序列表中SEQIDNo.13所示的cDNA分子或DNA分子；b4)与b3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且具有相同功能的cDNA分子或基因组DNA分子；所述fabH基因为下述b5)或b6)：b5)序列表中SEQIDNo.15所示的cDNA分子或DNA分子；b6)与b5)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且具有相同功能的cDNA分子或基因组DNA分子；所述mcrC基因为下述b7)或b8)：b7)序列表中SEQIDNo.22所示的cDNA分子或DNA分子；b8)与b7)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且具有相同功能的cDNA分子或基因组DNA分子；所述acc基因或基因簇为下述b9)或b10)：b9)序列表中SEQIDNo.25的第15-3259位所示的cDNA分子或DNA分子；b10)与b9)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且具有相同功能的cDNA分子或基因组DNA分子；所述alkL基因为下述b11)或b1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟丰，刘波，崔倩倩，刘姣，薛燕芬，陶勇，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11