一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌及其构建方法与应用技术

本发明专利技术提供一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌及其构建方法与应用，涉及基因工程技术领域和发酵工程技术领域。该基因工程菌过表达苯丙氨酸氨解酶基因，肉桂酸脱羧酶基因，3‑脱氧‑D‑阿拉伯庚酮糖‑7‑磷酸合成酶基因以及双功能酶分支酸变位酶‑预苯酸脱水酶基因。其构建步骤如下：克隆苯丙氨酸氨解酶基因和肉桂酸脱羧酶基因，连接到质粒；克隆3‑脱氧‑D‑阿拉伯庚酮糖‑7‑磷酸合成酶基因和双功能酶基因，连接到质粒；质粒导入到大肠杆菌感受态中，获得基因工程菌。上述基因工程菌可用于生物质水解液为原料合成苯乙烯。具有绿色和可持续性，且大大高出以葡萄糖为碳源生产的苯乙烯的产量，实现了一直以来无法实现的突破。

A Genetically Engineered Strain for Styrene Synthesis from Biomass Hydrolysate and Its Construction Method and Application

The invention provides a genetic engineering bacteria which synthesizes styrene from biomass hydrolysate and its construction method and application, which relates to the field of genetic engineering technology and fermentation engineering technology. The gene engineering bacteria overexpressed phenylalanine ammonia lyase gene, cinnamic acid decarboxylase gene, 3 deoxy D arabinoheptose 7 phosphate synthase gene and bifunctional enzyme branching acid mutase prebenzoate dehydratase gene. The construction steps are as follows: cloning phenylalanine ammonia lyase gene and cinnamate decarboxylase gene and connecting them to plasmid; cloning 3 deoxy D arabinoheptose 7 phosphate synthase gene and bifunctional enzyme gene, connecting them to plasmid; introducing the plasmid into the competent state of E. coli to obtain genetic engineering bacteria. The above genetic engineering bacteria can be used to synthesize styrene from biomass hydrolysate. It is green and sustainable, and greatly higher than the production of styrene using glucose as carbon source. It has achieved a breakthrough that has not been achieved.

【技术实现步骤摘要】
一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌及其构建方法与应用
本专利技术涉及一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌及其构建方法与应用,属于基因工程
和发酵工程

技术介绍
苯乙烯是合成橡胶和塑料的单体，用来生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯；也用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料。如与丙烯腈、丁二烯共聚制得树脂，广泛用于各种家用电器及工业上；与丙烯腈共聚制得得到耐冲击、色泽光亮的树脂；与丁二烯共聚所制得的一种热塑性橡胶，广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。苯乙烯主要用于生产苯乙烯系列树脂及丁苯橡胶，也是生产离子交换树脂及医药品的原料之一，此外，苯乙烯还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业。目前苯乙烯的来源主要是化学合成，主要包括乙苯催化脱氢法和乙苯共氧化法。其中乙苯催化脱氢法在催化剂的作用下550～600℃脱氢生产苯乙烯，使得工艺受到设备要求高和能耗高的限制。而乙苯共氧化法存在反映复杂、副产物多、工艺过程长等缺点。同时上述两种方法都受到原料的不可持续等瓶颈的影响。随着合成生物学的发展，越来越多的化学品通过反应条件温和，对环境友好的生物催化法合成。并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌，其特征在于，过表达苯丙氨酸氨解酶基因，肉桂酸脱羧酶基因，3‑脱氧‑D‑阿拉伯庚酮糖‑7‑磷酸合成酶基因以及双功能酶分支酸变位酶‑预苯酸脱水酶基因。

【技术特征摘要】
1.一种以生物质水解液为原料合成苯乙烯的基因工程菌，其特征在于，过表达苯丙氨酸氨解酶基因，肉桂酸脱羧酶基因，3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因以及双功能酶分支酸变位酶-预苯酸脱水酶基因。2.根据权利要求1所述的基因工程菌，其特征在于，所述苯丙氨酸氨解酶，分别来源于拟南芥(Arabidopsisthaliana)的苯丙氨酸氨解酶基因AtPAL或皱叶欧芹(Petroselinumcrispum)的苯丙氨酸氨解酶基因FtPAL；所述肉桂酸脱羧酶基因，为源于酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)的肉桂酸脱羧酶基因FDC1；所述3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因，为源于大肠杆菌的3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因aroF；所述双功能酶分支酸变位酶-预苯酸脱水酶基因，是源于大肠杆菌的双功能酶分支酸变位酶-预苯酸脱水酶基因pheA。3.根据权利要求2所述的基因工程菌，其特征在于，所述来自拟南芥(Arabidopsisthaliana)的苯丙氨酸氨解酶基因AtPAL的GeneBank登录号为：822493；所述来自皱叶欧芹(Petroselinumcrispum)的苯丙氨酸氨解酶基因FtPAL的UniProtKB/Swiss-Prot:P24481.1；所述肉桂酸脱羧酶基因FDC1的GeneBank登录号为：330443520；所述3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合成酶基因aroF的GeneBank登录号为：947084；所述双功能酶分支酸变位酶-预苯酸脱水酶基...

【专利技术属性】
技术研发人员：咸漠，张海波，刘长青，刘会洲，刘炜，徐鑫，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37