产β-丙氨酸的重组菌及其构建方法与应用技术

本发明专利技术公开了产β‑丙氨酸的重组菌及其构建方法与应用。本发明专利技术所公开的重组菌的构建方法，包括：敲除受体菌的fadR基因、fabF基因、fabH基因、iclR基因、sucA基因和向受体菌中导入aspC基因或基因簇、panD基因、alkL基因和gdh基因以及增强受体菌中fadL基因、fadD基因、sthA基因、atoSC基因簇和aceBA基因簇的表达；受体菌为含有fadR基因、fabF基因、fabH基因、iclR基因和sucA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60.87％，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】
产β-丙氨酸的重组菌及其构建方法与应用
本专利技术涉及生物
中，产β-丙氨酸的重组菌及其构建方法与应用。
技术介绍
β-丙氨酸(英文名β-Alanine)又名β-氨基丙酸，是一种具有重要价值的非蛋白质氨基酸。β-丙氨酸作为生化原料，在医药、饲料和食品等领域具有广泛的应用前景。例如，β-丙氨酸可以用于合成泛酸(维生素B5)，是多种代谢所必需的辅酶A的组成部分。目前β-丙氨酸的合成方法主要包括为化学合成法和生物转化法，具体如下：1.化学合成法(1)丙烯酸法：主要通过将丙烯酸(或丙烯酸酯、丙烯酸盐)与氨水在较高的温度和压力下发生氨化反应，得到β-丙氨酸。丙烯酸法的主要问题是副产物多，需要高温高压等条件。丙烯酸本身的腐蚀性很强，对设备的要求较高。(2)丙烯腈法：包括直接氨化法和氨化水解法。直接氨化法采用烯腈与氨水在高温高压下一步反应合成β-丙氨酸；氨化水解法则是丙烯腈与氨在高温高压下反应生成氨基丙腈，然后在酸性或碱性条件下水解反应生成β-丙氨酸。该方法同样由于需要高温高压对设备要求较高，同时由于使用的丙烯腈为剧毒原料，需要较高的安全防护措施。该方法收率较低，由于水解过程中生成大量无机盐本文档来自技高网...

【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A1和A8；所述乙为A1和A8以及A2‑A7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、敲除所述受体菌的iclR基因或抑制除所述iclR基因的...

【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A1和A8；所述乙为A1和A8以及A2-A7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、敲除所述受体菌的iclR基因或抑制除所述iclR基因的表达或抑制所述iclR基因编码的蛋白质的活性；A5、敲除所述受体菌的sucA基因或抑制除所述sucA基因的表达或抑制所述sucA基因编码的蛋白质的活性；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L-天冬氨酸合成途径中基因编码蛋白质的含量或增强所述L-天冬氨酸合成途径中基因编码蛋白质的的活性；A8、增加所述受体菌中L-天冬氨酸-α-脱羧酶panD基因编码蛋白质的含量或增强所述panD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、所述fabH基因、所述iclR基因和所述sucA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alkL基因来源于除烃海杆菌(Marinobacterhydrocarbonoclasticus)或/和恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)；所述L-天冬氨酸合成途径中基因为来源于大肠杆菌(Escherichiacoli)或/和真养产碱杆菌(Ralstoniaeutropha)或/和铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)的编码天冬氨酸转氨酶的基因aspC基因、编码L-天冬氨酸脱氢酶的基因aspDH基因或/和编码天冬氨酸裂解酶的基因aspA基因；所述panD基因来源于赤拟谷盗(Triboliumcastaneum)或/和大肠杆菌(Escherichiacoli)或/和枯草芽孢杆菌(Baci//ussubtilis)；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iclR基因编码下述a7)或a8)的蛋白质：a7)序列表中SEQIDNo.39所示的蛋白质；a8)将序列表中SEQIDNo.39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sucA基因编码下述a9)或a10)的蛋白质：a9)序列表中SEQIDNo.41所示的蛋白质；a10)将序列表中SEQIDNo.41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aspC基因编码下述a13)或a14)的蛋白质：a13)序列表中SEQIDNo.48所示的蛋白质；a14)将序列表中SEQIDNo.48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panD基因编码下述a15)或a16)的蛋白质：a15)序列表中SEQIDNo.52所示的蛋白质；a16)将序列表中SEQIDNo.52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：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L-天冬氨酸合成途径中基因实现的；A8是通过向所述受体菌中导入所述panD基因实现的；进一步，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iclR基因为下述b7)或b8)：b7)序列表中SEQIDNo.38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sucA基因为下述b9)或b10)：b9)序列表中SEQIDNo.40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b12)：b11)序列表中SEQIDNo.28所示的cDNA分子或DNA分子；b12)与b11)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aspC基因为下述b13)或b14)：b13)序列表中SEQIDNo.47所示的cDNA分子或DNA分子；b14)与b13)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panD基因为下述b15)或b16)：b15)序列表中SEQIDNo.51所示的cDNA分子或DNA分子；b16)与b15)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。4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述方法还包括下述B1-B6中的六种、任五种、任四种、任三种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟丰，刘姣，刘波，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