一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌制备10-羟基-2-癸烯酸的方法技术

技术编号:21390456 阅读:22 留言:0更新日期:2019-06-19 04:39
本发明专利技术涉及一种利用大肠杆菌工程菌制备10‑羟基‑2‑癸烯酸的方法,步骤如下:(1)构建重组质粒pBbB5K‑P450融合酶、重组质粒pBbB5K‑FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K‑YdiI;(2)构建pBbB5K‑ydiI‑MCAD‑FadK‑P450融合酶组合质粒;(3)融合酶组合质粒转化大肠杆菌,经筛选,诱导培养,制得诱导细胞;(4)将诱导细胞经转化培养基培养,制得静息细胞,然后向培养基中加入癸酸,培养,制得10‑羟基‑2‑癸烯酸。本发明专利技术以癸酸为原料发酵生产10‑羟基‑2‑癸烯酸,实现以低值癸酸生产高附加值10‑羟基‑2‑癸烯酸的过程。

A method for preparation of 10-hydroxy-2-decanoic acid from decanoic acid by E.coli engineering bacteria

The invention relates to a method for preparing 10_hydroxy 2 2 decaenoic acid by using E. coli engineering bacteria. The steps are as follows: (1) construction of recombinant plasmid pBBB5K P450 fusion enzyme, recombinant plasmplasmplasmplasmplasmplasmid pBBB5K FadK, recombinant plasmplasmplasmplasmplasmplasmid pBB5K K MCAD, recombinant plasmid pBBBB5K YdiI; (2) construction of pBbb5K BydiI MCADAD MCADAD FadK fusion enzyme combination plasmid pBBBBB(3) Transforming Escherichia coli with fusion enzyme combination plasmid Induced cells were obtained by screening, induction and culture; (4) resting cells were obtained by transforming the induced cells into resting cells, then decanoic acid was added to the medium and cultured to produce 10 hydroxy 2 decanoic acid. The invention uses decanoic acid as raw material to ferment to produce 10 hydroxy 2 decanoic acid, realizing the process of producing 10 hydroxy 2 decanoic acid with low value decanoic acid and high added value.

【技术实现步骤摘要】
一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌制备10-羟基-2-癸烯酸的方法
本专利技术涉及一种利用大肠杆菌工程菌制备10-羟基-2-癸烯酸的方法,属于生物发酵

技术介绍
10-羟基-2-癸烯酸(10-hydroxy-2-decenoicacid,10-HDA)是一种含有羟基的单不饱和脂肪酸,分子式为C10H18O3。迄今为止,自然界中仅从蜂王浆及蜂胶中发现,因此又称王浆酸。研究表明10-HDA具有抗菌、免疫调节及抗氧化,抗肿瘤,降低血糖等多种重要的生理功能,具有极高的医药和保健价值,应用前景十分广泛。该化合物结构如下:鉴于10-HDA广泛而重要的应用价值,寻找10-HDA高效方便、低成本生产方法的研究被广泛重视。10-HDA的结构式如下:目前10-HDA的获得方法主要有物理提取法、化学合成法。其中物理提取法来源单一,蜂王浆中10-HDA含量仅为1.4%-2.4%,因此产量小,无法满足市场需求。而化学合成法虽然可以满足产业需求,但其操作步骤较冗繁,且化学试剂具有一定的毒性。因而探索10-HDA高效方便、低成本的合成方法,对其大规模开发和利用具有重要的理论和应用价值。近年来微生物发酵合成法生产10-HDA已经成为研究者及该行业的新目标。但利用廉价的原料如癸酸发酵生产10-羟基-2-癸烯酸的相关技术未见报道。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足,提供一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌生产制备10-羟基-2-癸烯酸的方法。本专利技术的技术方案如下:一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌静息细胞制10-羟基-2-癸烯酸的方法,步骤如下:(1)构建重组质粒pBbB5K-P450融合酶、重组质粒pBbB5K-FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K-YdiI;所述P450融合酶的表达基因核苷酸序列如SEQIDNO.9所示;脂酰CoA合成酶基因FadK的核苷酸序列如SEQIDNO.10所示;脂酰CoA脱氢酶基因MCAD的核苷酸序列如SEQIDNO.11所示;酯酰辅酶A硫酯酶基因ydiI的核苷酸序列如SEQIDNO.12所示;(2)利用步骤(1)制得的重组质粒pBbB5K-P450融合酶、重组质粒pBbB5K-FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K-YdiI,构建pBbB5K-ydiI-MCAD-FadK-P450融合酶组合质粒;(3)取步骤(2)制得的pBbB5K-ydiI-MCAD-FadK-P450融合酶组合质粒转化到的大肠杆菌,经筛选,诱导培养,制得诱导细胞;(4)将步骤(3)制得的诱导细胞经转化培养基培养,制得静息细胞,然后向培养基中加入癸酸至浓度为4~10g/L,在25~35℃条件下培养,制得10-羟基-2-癸烯酸;所述转化培养基组份如下,均为质量百分比:甘油0.8~1.2%,葡萄糖0.3~0.5%,抗生素40~60μg/mL,余量为pH7.4的浓度100mM的磷酸钾缓冲液。根据本专利技术优选的,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒pBbB5K-P450融合酶,包括如下步骤:以经过密码子优化的水油海杆菌(Marinobacteraquaeolei)的烷烃羟化酶CYP153A与巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)P450NADH还原酶的融合酶基因(根据《Synthesisofω-hydroxydodecanoicacidbasedonanengineeredCYP153Afusionconstruct》,MicrobialBiotechnology,DanielScheps;2013-11-15;中记载的操作)为模板进行PCR扩增,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和P450NADH还原酶的融合酶基因分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K-P450融合酶;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL。PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸1.45min,循环30次;72℃延伸5min。根据本专利技术优选的,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒pBbB5K-FadK,包括如下步骤:以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增脂酰CoA合成酶基因FadK,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.3所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.4所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和脂酰CoA合成酶基因FadK分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K-FadK;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL;PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸1min,循环30次;72℃延伸5min。根据本专利技术优选的,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒重组质粒pBbB5K–MCAD,包括如下步骤:以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增脂酰CoA脱氢酶基因MCAD,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.5所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.6所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和脂酰CoA脱氢酶基因MCAD分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K–MCAD;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL;PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸1min,循环30次;72℃延伸5min。根据本专利技术优选的,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒pBbB5K-YdiI,包括如下步骤:以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增酯酰辅酶A硫酯酶基因ydiI,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.7所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.8所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和酯酰辅酶A硫酯酶基因ydiI分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K-YdiI;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL。PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸30s,循环30次;72℃延伸5min。根据本专利技术进一步优选的,上述连接酶连接条件为22℃连接10min。根据本专利技术优选的,所述步骤(2)中,构建方法采用BglBrick法,构建pBbB5K-ydiI-MCAD-FadK-P450融合酶组合质粒的具体步骤如下:将重组质粒pBbB5K-ydiI、pBbB5K-MCAD,pBbB5K-FadK本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌静息细胞制10‑羟基‑2‑癸烯酸的方法,其特征在于,步骤如下:(1)构建重组质粒pBbB5K‑P450融合酶、重组质粒pBbB5K‑FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K‑YdiI;所述P450融合酶的表达基因核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示;脂酰CoA合成酶基因FadK的核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示;脂酰CoA脱氢酶基因MCAD的核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示;酯酰辅酶A硫酯酶基因ydiI的核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示;(2)利用步骤(1)制得的重组质粒pBbB5K‑P450融合酶、重组质粒pBbB5K‑FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K‑YdiI,构建pBbB5K‑ydiI‑MCAD‑FadK‑P450融合酶组合质粒;(3)取步骤(2)制得的pBbB5K‑ydiI‑MCAD‑FadK‑P450融合酶组合质粒转化到的大肠杆菌,经筛选,诱导培养,制得诱导细胞;(4)将步骤(3)制得的诱导细胞经转化培养基培养,制得静息细胞,然后向培养基中加入癸酸至浓度为4~10g/L,在25~35℃条件下培养,制得10‑羟基‑2‑癸烯酸;所述转化培养基组份如下,均为质量百分比:甘油0.8~1.2%,葡萄糖0.3~0.5%,抗生素40~60μg/mL,余量为pH7.4的浓度100mM的磷酸钾缓冲液。...

【技术特征摘要】
1.一种以癸酸为原料利用大肠杆菌工程菌静息细胞制10-羟基-2-癸烯酸的方法,其特征在于,步骤如下:(1)构建重组质粒pBbB5K-P450融合酶、重组质粒pBbB5K-FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K-YdiI;所述P450融合酶的表达基因核苷酸序列如SEQIDNO.9所示;脂酰CoA合成酶基因FadK的核苷酸序列如SEQIDNO.10所示;脂酰CoA脱氢酶基因MCAD的核苷酸序列如SEQIDNO.11所示;酯酰辅酶A硫酯酶基因ydiI的核苷酸序列如SEQIDNO.12所示;(2)利用步骤(1)制得的重组质粒pBbB5K-P450融合酶、重组质粒pBbB5K-FadK、重组质粒pBbB5K–MCAD、重组质粒pBbB5K-YdiI,构建pBbB5K-ydiI-MCAD-FadK-P450融合酶组合质粒;(3)取步骤(2)制得的pBbB5K-ydiI-MCAD-FadK-P450融合酶组合质粒转化到的大肠杆菌,经筛选,诱导培养,制得诱导细胞;(4)将步骤(3)制得的诱导细胞经转化培养基培养,制得静息细胞,然后向培养基中加入癸酸至浓度为4~10g/L,在25~35℃条件下培养,制得10-羟基-2-癸烯酸;所述转化培养基组份如下,均为质量百分比:甘油0.8~1.2%,葡萄糖0.3~0.5%,抗生素40~60μg/mL,余量为pH7.4的浓度100mM的磷酸钾缓冲液。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒pBbB5K-P450融合酶,包括如下步骤:以经过密码子优化的水油海杆菌(Marinobacteraquaeolei)的烷烃羟化酶CYP153A与巨大芽孢杆菌(Bacillusmegaterium)P450NADH还原酶的融合酶基因为模板进行PCR扩增,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.2所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和P450NADH还原酶的融合酶基因分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K-P450融合酶;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL。PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸1.45min,循环30次;72℃延伸5min。3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒pBbB5K-FadK,包括如下步骤:以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增脂酰CoA合成酶基因FadK,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.3所示,下游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.4所示,然后将pBbB5K-GPF质粒和脂酰CoA合成酶基因FadK分别用EcoRI和XhoI分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pBbB5K-FadK;PCR扩增体系如下,总体系25μL:100μM上游引物1.0μL,100μM下游引物1.0μL,模板1.0μL,5U/μLphanta酶12.5μL,ddH2O9.5μL;PCR扩增条件如下:95℃预变性3min;95℃变性15s,60℃退火15s,72℃延伸1min,循环30次;72℃延伸5min。4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,构建含有重组质粒重组质粒pBbB5K–MCAD,包括如下步骤:以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增脂酰CoA脱氢酶基因MCAD,上游引物的核苷酸序列如SEQIDNO.5所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ...

【专利技术属性】
技术研发人员:苏静王瑞明王芬孙淑慧汪俊卿杨晓慧
申请(专利权)人:齐鲁工业大学
类型:发明
国别省市:山东,37

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