一种生产制造技术

本发明专利技术提供了一种生产5‑

【技术实现步骤摘要】
一种生产5
‑
碳化合物或其聚合物的方法


[0001]本专利技术涉及微生物合成生物学
、
发酵工程的领域
。
具体涉及一种生产5‑
碳化合物和5‑
羟基戊酸相关
PHA
的方法
。

技术介绍

[0002]五碳化合物包括高附加值且昂贵的5‑ꢀ
氨基戊酸（5‑
AVA
）和 5
‑
羟基戊酸（
5HV
）等
。5
‑
氨基戊酸是合成新型生物基尼龙 5 的重要单体，尼龙 5 表现出最高的剩余极化率，是铁电聚合物等许多应用中理想的材料，如用于传感器和介电储能介质
。
并且 5
‑
氨基戊酸作为一种添加剂可以增强混合过氧化物薄膜的机械完整性
。
在医疗
、
机械
、
食品和化工行业中也会有广泛的应用前景
。5
‑
氨基戊酸除了本身的功能，还是很多五碳化合物的前体物质，是构建高附加五碳平台化合物的中间枢纽，为下游衍生物应用开拓了重要的工业价值和广阔的发展空间
。5
‑
氨基戊酸能够用于合成5‑
羟基戊酸（5‑
hydroxyvaleric acid
）
、
戊二酸（
Glutarate
）
、
δ
‑
戊内酰胺（
δ
‑
Valerolactone
）和 1,5
‑
戊二醇（
1,5
‑
Pentanediol
）等五碳化合物
。5
‑
羟基戊酸能够作为药物合成中间体，合成过程中可作为碳骨架或者增加药物的生物相容性等
。
含有 5
‑
羟基戊酸单体的聚羟基脂肪酸酯（
PHA
）具有优越的材料性能和生物可降解性
。
[0003]聚羟基脂肪酸酯（
Polyhydroxyalkanoate,PHA
）是一类可以由多种细菌发酵生产的环境友好型生物聚酯，是极具潜力的传统石油基替代品之一
。
同时，
PHA
在医疗保健
、
可降解材料
、
包装涂层和动物饲料等领域也有着广泛的应用前景
。
截至目前，组成
PHA
的单体结构逾
160
种，在赋予
PHA
材料较大性能差异的同时也可以更好地满足不同的应用场景
。
聚3‑
羟基丁酸
‑5‑
羟基戊酸共聚酯即
Poly(3
‑
hydroxybutyrate
‑
co
‑5‑
hydroxyvalerate)
，简称
P(3HB
‑
co
‑
5HV)
，是四碳和五碳单体聚合的
PHA
，可以提供更为灵活的材料特性，以适应更多的应用，是目前较为新型和高性能的
PHA
之一，具有极强的商业化前景
。
该生物合成途径分模块精细优化，将 L
‑
赖氨酸转化为 5
‑
氨基戊酸，在此基础上分别依次实现了 5
‑
羟基戊酸和 P
（
5HV
‑
co
‑
3HB
）的生成
。
[0004]传统的发酵工业技术灭菌复杂，需消耗大量的淡水资源，容易染菌，严重制约现代工业生物技术的发展
。
清华大学陈国强课题组在新疆艾丁湖分离出的一株耐盐
、
耐碱的嗜盐菌
。
野生型
H. bluephagenesis
可以在无灭菌条件下以葡萄糖为唯一碳源积累超过
80%
的
P3HB。
被称为下一代工业生物技术（
Next Generation Industrial Biotechnology, NGIB
）的重要底盘菌
。
[0005]因此，面对日益增加的市场需求，基于嗜盐菌底盘和
NGIB
工艺开发更加经济
、
可持续和高效益生产五碳化合物
、5
‑
羟基戊酸相关
PHA
的方法，对进一步降低生产成本，提高可持续发展方面具有重要的作用
。

技术实现思路

[0006]本申请将原本不产生5‑
氨基戊酸
、5
‑
羟基戊酸等化合物的盐单胞菌经过改造生产
5
‑
氨基戊酸
、5
‑
羟基戊酸以及5‑
羟基戊酸相关的
PHA。
对工业生产高附加值5‑
碳化合物和高性能
PHA
具有重要意义
。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种生产5‑
碳化合物的重组菌，所述的重组菌为盐单胞菌
。
[0008]优选的，所述的重组菌的基因组中包含5‑
碳化合物的合成基因，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因（
davB
）
、5
‑
氨基戊酰胺酶编码基因（
davA
）或乙醇脱氢酶编码基因（
yqhD
）中的一种或两种以上
。
[0009]优选的，所述的5‑
碳化合物为被氨基
、
羟基和
/
或羧基取代的5‑
碳烷基，或者，所述的5‑
碳化合物为被氨基
、
羟基和
/
或羧基取代的5‑
碳环，或者，1位或5位分别被氨基或羧基取代后成环
。
[0010]优选的，所述的5‑
碳化合物包括但不限于5‑
氨基戊酸或5‑
羟基戊酸
。
[0011]优选的，所述的重组菌缺失戊二酸半醛脱氢酶编码基因（
gabD
），进一步优选的，所述的重组菌缺失
gabD2和
/
或
gabD3。
[0012]优选的，所述的重组菌缺失4‑
氨基丁酸转氨酶编码基因（
gabT
），进一步优选的，所述的重组菌缺失
gabT1和
/
或
gabT2。
[0013]优选的，所述的重组菌缺失
gabD2、gabD3、gabT1或
gabT2中的一种或两种以上
。
[0014]优选的，所述的 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生产5‑
碳化合物的重组菌，其特征在于，所述的重组菌为盐单胞菌，所述的重组菌的基因组中包含5‑
碳化合物的合成基因，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因
、5
‑
氨基戊酰胺酶编码基因或乙醇脱氢酶编码基因中的一种或两种以上
。2.
根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述的5‑
碳化合物为被氨基
、
羟基和
/
或羧基取代的5‑
碳烷基，或者，所述的5‑
碳化合物为被氨基
、
羟基和
/
或羧基取代的5‑
碳环，或者，1位或5位分别被氨基或羧基取代后成环
。3.
根据权利要求2所述的重组菌，其特征在于，所述的5‑
碳化合物包括5‑
氨基戊酸或5‑
羟基戊酸
。4.
根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述的重组菌缺失
gabD2、gabD3、gabT1或
gabT2中的一种或两种以上
。5.
根据权利要求4所述的重组菌，其特征在于，所述的重组菌包含
L
‑
赖氨酸至5氨基戊酸途径；所述的重组菌包括：
A
）缺失
gabD2和
gabD3，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因和5‑
氨基戊酰胺酶编码基因；或，
B
）缺失
gabT1和
gabT2，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因和5‑
氨基戊酰胺酶编码基因；或，
C
）缺失
gabD2、gabD3、gabT1和
gabT2，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因和5‑
氨基戊酰胺酶编码基因
。6.
根据权利要求1或4所述的重组菌，其特征在于，所述的重组菌包含5‑
氨基戊酸至5‑
羟基戊酸途径，所述的重组菌包括：
a
）缺失
gabD2和
gabD3，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含乙醇脱氢酶编码基因；或，
b
）缺失
gabT1和
gabT2，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含乙醇脱氢酶编码基因；或，
c
）缺失
gabD2、gabD3、gabT1和
gabT2，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含乙醇脱氢酶编码基因
。7.
根据权利要求1或4所述的重组菌，其特征在于，所述的重组菌包含
L
‑
赖氨酸至5羟基戊酸途径；所述的重组菌包括：
A
）缺失
gabD2和
gabD3，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
‑
赖氨酸单氧酶编码基因
、5
‑
氨基戊酰胺酶编码基因和乙醇脱氢酶编码基因；或，
B
）缺失
gabT1和
gabT2，且，所述5‑
碳化合物的合成基因包含
L
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国强，杨芳，刘絮，王欢，
申请(专利权)人：北京微构工场生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：