一种提高微生物抗逆性的方法技术

本发明专利技术公开了调控微生物代谢及提高微生物抗逆性的方法。本发明专利技术所提供的调控微生物代谢及提高微生物抗逆性的方法，是在微生物中合成聚羟基脂肪酸酯；所述聚羟基脂肪酸酯的合成是通过在所述微生物中引入聚羟基脂肪酸酯合成途径的相关基因而实现的。将本发明专利技术的方法应用到各种微生物生产菌中，可以有效的影响生产菌的代谢途径，增加菌的抗逆性，提高包括透明质酸、丙酮酸、麦角固醇、啤酒、肌苷、弹性蛋白酶、类胡萝卜素、谷氨酰胺、赖氨酸、苯丙氨酸、葡萄糖酸、淀粉酶、酒精、甘油、十二碳二元酸、十五碳二元酸、苏云金杆菌粉剂、鸟苷、谷胱甘肽、赤藓糖醇、Ｄ－核糖，１，３－丙二醇等生物工程产品的生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
中一种调控微生物代谢及提高微生物抗逆性的方法。
技术介绍
聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoate或PHA)是许多种类的细菌都能合成的一种细胞内聚酯，在生物体内主要是作为细胞内碳源和能源的贮藏性物质而存在的(Xemoigne M. Products of dehydration and of polymerization of -hydroxybutyricacid. Bull. Soc. Chem. Biol., 1926， 8: 770-782) 。 PHA的结构通式如<formula>formula see original document page 3</formula>(式I)其中n可以为l、 2、 3或4,『l时表示3—羟基脂肪酸酯；m为聚合度；R为可变的侧链基团，如饱和或不饱和、直链或含侧链及取代基的不同链长的烷基。根据PHA侧链的长短不同，可将PHA分为三种类型(1) 短链raA (short-chain-length PHA， scl PHA)，如聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate, PHB)、羟基丁酸酯与羟基戊酸酯的共聚物[poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate), PHBV]，单体含3-5个碳原子。(2) 中长链PHA (medium-chain-length PHA， mcl PHA)，如聚羟基己酸酯(PHHx)、聚羟基辛酸酯(PH0)，单体含6个以上碳原子。mcl PHA中可以含有多种功能基团，如双键(Huigberts GNM， Eggink G， Waard P, Huisman GW and Witholt B. Pseudomonas putitaKT2442 cultivated on glucose accumulates poly—P-hydroxyalkanoates consistingof saturated and unsaturated momnomers. 4pp7 fKr肌#icroW. ， 1992，58:536-544)、畚键、卣素(Doi Y and Abe C. Biosynthesis and characterization ofa new bacterial copolyester of 3-hydroxyalkanoates and3-hydroxy-w-chloroalkanoates. ifecrtM7。7ec〃7e51, 1990， 23:2705-3707)、酚(FritzscheK, Lenz RW and Fuller RC. An unusual bacterial polyesters with a phenyl pendantgroup. #acro/z o7 1990, 191:1957-1968)和氰(Schulz C， Wolk S， Lenz RW andFuller RC. Growth and polyester production by /!sei/ob7 7o朋51 o7eoraras on branchedoctanoic acid substrates. 飽cr。/z7oJecw7e51. 1995, 27:6358-6362)等。mcl PHA大多是两种以上单体的随机共聚物。(3) 含短链与中长链单体的PHA,多是两种或两种以上单体的随机共聚物(UgeveenRG, Huisman GW, Preusting H， Ketelaar H， Eggink G and Witholt B. Formation ofPolyesters by尸sei/c/cyz70/ 351 aZeorara/ s: Effect of Substrates on formation andcomposition of poly-(R)-3-hydroxyalkanoates and poly-(R)-3_ hydroxyalkenoates.^ p丄#icroW, 1988， 54:2924-2932)。PHA对于细菌适应外界环境的变化及生存具有重要的意义。以PHB为例，有些细菌胞内的PHB可以减缓细胞内重要成分一RNA和蛋白质在饥饿条件下的降解，从而可以增加细菌对生存逆境的抵抗能力。另外在某些芽孢杆菌属中，尽管孢子的形成并不必需PHB，但P朋可以作为孢子形成时的能源和碳源从而增加这些菌的生存机会。此外，PHB还可以为某些固氮菌属的包囊形成提供必要的碳源和能源。对^^zoZ^'//7 sp. ORS 571的固氮与PHB的形成及降解的研究表明，当节结中的氧浓度增加时，P朋可以通过自己的降解保护固氮酶不受损伤(Anderson AJ and Dawes EA. Occurense， Metabolism, Metabolic Role,and Industrial Use of Bacterial Polyhydroxyalkanoates. #/c_roZ>. /PeK. ， 1990，54:450-472)。PHA还可以作为环境的标记。在对河湾沉积物中的微生物进行的研究表明，通过比较其中磷脂和PHA的合成比例，可以监测外界因素对沉积物的影响程度。而且许多可合成PHA的细菌都是在活性污泥、及富含碳源有机物的环境中被筛选出来的。在对一些被原油污染严重的地方分离的嗜冷海洋微生物进行的研究表明，其中的大多数微生物都可以在限氮的条件下在胞内积累PHA (Alvarez HM， Pucci OH and Steinbtlchel A. Lipid storagecompounds in marine bacteria. Appl. Microbiol. Biotechnol., 1997, 47: 132-139)。这说明在这些碳源较丰富的环境中大多数细菌都具备将过量的碳源转化为PHA储存起来的能力。PHB是细菌胞内的碳源和能源的储备物。但近来发现它也存在于原核生物和真核生物的膜中。在原核生物中，它存在于其原生质膜中；而在真核生物中，则以在线粒体和微体膜中的比例为最多。相比于胞内的高分子量的聚合物，存在于膜上的PHB分子较小，只有100—200个单体。对这种小分子量PHB的研究表明，它可能起着膜上的离子通道的作用。最近，在人的血细胞中也发现较多量的这种小分子PHB。这对于利用PHB来包裹药物进行定向定量释放以及PHA在医疗方面的应用提供了理论上的依据。PHA作为一种生态型的生物高分子材料，不仅可以在塑料工业中得以推广和应用，成为新型的生物可降解塑料，而且由于它的一些特殊性质，如生物相容性、光学活性、压电性、气体相隔性等和其它许多尚未发现的性质，从而有可能在某些高附加值领域得以应用。对PHA的研究已经成为一个基础理论与实践应用结合得非常紧密的应用领域。不同类型PHA在细菌内的合成途迳是不同的，目前已知的合成途径主要有三条(Anderson AJ and Dawes EA. Occurense, Metabolism, Metabolic Role, and Indust本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高微生物抗逆性的方法，是在微生物中合成聚羟基脂肪酸酯；所述聚羟基脂肪酸酯的合成是通过在所述微生物中引入聚羟基脂肪酸酯合成途径的相关基因而实现的；　　所述微生物为移动假单胞菌（Ｚｙｍｏｍｏｎａｓ　ｍｏｂｉｌｉｓ）；　　所述聚羟基脂肪酸酯合成途径的相关基因为ｐｈｂＣＡＢ基因，所述ｐｈｂＣＡＢ基因的碱基序列如ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１所示；　　所述逆境胁迫为低ｐＨ胁迫或高渗透压胁迫。

【技术特征摘要】
1、一种提高微生物抗逆性的方法，是在微生物中合成聚羟基脂肪酸酯；所述聚羟基脂肪酸酯的合成是通过在所述微生物中引入聚羟基脂肪酸酯合成途径的相关基因而实现的；所述微生物为移动假单胞菌(Zymomonas mobilis)；所述聚羟基脂肪酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国强，张晋宇，吴琼，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]