一种脱氢酶系统及其在制备P34HB中的应用技术方案

技术编号：41248755 阅读：5 留言：0更新日期：2024-05-09 23:58

本发明专利技术提供了一种脱氢酶系统及其在制备P34HB中的应用，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；所述醛脱氢酶为aldD1、aldD2、gabD4、aldH、ydcW中的任意一项；所述醇脱氢酶为adhp和dhaT中的任意一项。本发明专利技术的脱氢酶系统克服了不同来源脱氢酶的整合问题，能够发挥协同作用，对于推动BDO生物合成的可持续性和效率至关重要。通过脱氢酶系统，构建一个高效的代谢途径，使工程菌能够利用1，4‑丁二醇（BDO）为碳源生产P34HB，通过对脱氢酶的选择和优化提高4HB的合成效率，进一步提高了P34HB中4HB的含量。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物工程领域，特别涉及一种脱氢酶系统及其在制备p34hb中的应用。

技术介绍

1、聚羟基烷酯（pha）是一类生物降解性塑料，由微生物合成而成。其中，4-羟基丁酸（4hb）是pha的一个重要组成部分，4hb的引入能够改善pha的物理性能，例如增加材料的柔韧性和延展性，使pha更具弹性，更适合一些特殊应用，如医疗领域的可降解植入物。生产pha的生物合成途径通常涉及使用生物质等可再生资源，通过提高4hb含量，更好地实现pha的可持续生产，有助于减少对石油等有限资源的依赖。因此，研究如何通过代谢工程手段提高pha中4hb的含量具有重要的应用价值。

2、在葡萄糖作为碳源的条件下，通过代谢途径合成pha是一种常见的生产方法。为了提高pha中4hb的含量，可利用1，4-丁二醇（bdo）作为4hb的前体，在合成pha的过程中产生4-羟基丁酸。目前以bdo为前体进行生产，在工业应用中，pha的生产效率低，成本高，且pha中4hb的含量低，无法满足客户对于高质量pha的需求。

3、醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase，adh）是一类催化醇向醛或酮转化的氧化酶。它在生物体内广泛存在，参与醇代谢、乙醇降解等多种生理过程。醛脱氢酶（aldehydedehydrogenase，aldh）是一类催化醛向酸转化的氧化酶。这类酶在生物体内主要参与醛的代谢，对于调节细胞内氧化还原平衡以及维持细胞内醛类物质的稳态具有重要作用。醇脱氢酶和醛脱氢酶参与生物体内代谢途径的调控网络，因而在医学和工业上，尤其是酶工程中，具

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术提出了一种脱氢酶系统及其在制备聚-3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯（p34hb）中的应用。

2、本专利技术提供一种脱氢酶系统，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

3、所述醛脱氢酶为 aldd1、 aldd2、 gabd4、 aldh、 ydcw中的任意一项；所述 aldd1的核苷酸序列如seq id no.32所示，氨基酸序列如seq id no.40所示；所述 aldd2的核苷酸序列如seq id no.33所示，氨基酸序列如seq id no.41所示；所述 gabd4的核苷酸序列如seq idno.34所示，氨基酸序列如seq id no.42所示；所述 aldh的核苷酸序列如seq id no.35所示，氨基酸序列如seq id no.43所示；所述 ydcw的核苷酸序列如seq id no.36所示，氨基酸序列如seq id no.44所示；

4、所述醇脱氢酶为 adhp和 dhat中的任意一项；所述 adhp的核苷酸序列如seq idno.37所示，氨基酸序列如seq id no.45所示；所述 dhat的核苷酸序列如seq id no.38所示，氨基酸序列如seq id no.46所示。

5、本专利技术还提供一种脱氢酶系统，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

6、所述醛脱氢酶为 gabd4突变体，与 gabd4的区别在于， gabd4突变体的第144位氨基酸为丙氨酸，第169位氨基酸为丙氨酸；所述醇脱氢酶为 adhp。

7、本专利技术还提供一种脱氢酶系统，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

8、所述醛脱氢酶为 gabd4突变体，与 gabd4的区别在于， gabd4突变体的第144位氨基酸为丙氨酸，第169位氨基酸为丙氨酸；

9、所述醇脱氢酶为 adhp突变体，与 adhp的区别为以下任意一项：

10、（i） adhp突变体的第201位氨基酸为丙氨酸，第263位氨基酸为丙氨酸；

11、（ii） adhp突变体的第261位氨基酸为丙氨酸，第271位氨基酸为赖氨酸；

12、（iii） adhp突变体的第101位氨基酸为丙氨酸，第79位氨基酸为赖氨酸。

13、本专利技术还提供一种重组载体，所述重组载体含有编码所述脱氢酶系统的核苷酸序列。

14、本专利技术还提供一种重组基因工程菌，所述重组基因工程菌含有所述的重组载体。

15、进一步的，所述重组基因工程菌为盐单胞菌，优选为halomonas lutescens mdf-9；

16、本申请中使用的halomonas lutescens mdf-9菌株已于2021年8月2日保藏于广东省微生物菌种保藏中心（简称gdmcc地址：广州市先列中路100号大院59号楼5楼，广东省微生物研究所，邮编510070）。保藏号为gdmcc no：61850。菌株名称为halomonas lutescensmdf-9，分类命名为盐单胞菌（ halomonas lutescens）。

17、本专利技术还提供所述脱氢酶系统或所述重组载体或所述重组基因工程菌在制备p34hb中的应用。

18、本专利技术还提供一种生产p34hb的方法，包括如下步骤：

19、s1：体外扩增 orfz基因序列，插入载体中，得到第一载体质粒；

20、s2：将编码所述的脱氢酶系统的核苷酸序列插入s1所述第一载体质粒，得到第二载体质粒；

21、s3：将s2所述第二载体质粒导入盐单胞菌中；

22、s4：将s3所述盐单胞菌的种子液接种于发酵培养基中进行发酵培养；所述 orfz基因序列如seq id no.39所示。

23、进一步的，所述步骤s4中发酵培养的温度为30~45℃。

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【技术保护点】

1.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

2.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

3.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

4.一种重组载体，其特征在于，所述重组载体含有编码权利要求1~3任一项所述的脱氢酶系统的核苷酸序列。

5.一种重组基因工程菌，其特征在于，所述重组基因工程菌含有权利要求4所述的重组载体。

6.根据权利要求5所述的重组基因工程菌，其特征在于，所述重组基因工程菌为盐单胞菌。

7.权利要求1~3任一项所述的脱氢酶系统或权利要求4所述的重组载体或权利要求5~6任一项所述的重组基因工程菌在制备P34HB中的应用。

8.一种生产P34HB的方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中发酵培养的温度为30-45℃。

10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中发酵培养的pH为6~12，时间为30~60 h。

【技术特征摘要】

1.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

2.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

3.一种脱氢酶系统，其特征在于，所述脱氢酶系统包括醛脱氢酶和醇脱氢酶；

4.一种重组载体，其特征在于，所述重组载体含有编码权利要求1~3任一项所述的脱氢酶系统的核苷酸序列。

5.一种重组基因工程菌，其特征在于，所述重组基因工程菌含有权利要求4所述的重组载体。

6.根据权利要求5所述的重组基...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶健文，吕金艳，司徒卫，余柳松，林艺娜，
申请(专利权)人：珠海麦得发生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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