一种催化合成丁二胺的基因工程菌及其构建方法与应用技术

本发明专利技术属于生物技术领域，具体涉及一种催化合成丁二胺的基因工程菌及其构建方法与应用。本发明专利技术通过过表达鸟氨酸脱羧酶基因SpeC，精氨酸激酶基因ARG1和吡哆醛激酶基因pdxK，构建得到的了重组大肠杆菌TAC。本发明专利技术以重组大肠杆菌TAC经诱导表达后的细胞液作为催化剂，以精氨酸为底物，全细胞催化合成生产丁二胺，该催化体系过程简单温和，对环境、设备及操作人员均无害。从催化结果看，重组大肠杆菌TAC能够催化0.75M精氨酸生产含57.45g/L丁二胺的催化反应液，转化率达到99％以上。通过对催化液中的丁二胺进行膜分离、蒸馏除水、碱化浓缩液、有机萃取剂萃取、精馏，成功从有机相中分离出了纯度为99.9％丁二胺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物，具体涉及一种催化合成丁二胺的基因工程菌及其构建方法与应用。

技术介绍

1、1,4-丁二胺(1,4-butanediamine)，又称腐胺(putrescine)是一种含有两个氨基的脂肪族胺。它是一种重要的有机合成中间体，以其强烈的刺激性气味而闻名，主要用于生产尼龙塑料、农药以及生物医药等多个领域的产品。在聚酰胺工业中，丁二胺是合成高性能工程塑料如尼龙46的关键单体，同时也因其生物活性而在医学和农业中有广泛应用。在医药领域，它可用作药品和生化前驱物，在动植物细胞代谢调控中也扮演着重要角色。

2、化学法制备丁二胺的主要方法包括从1,4-丁二腈催化加氢和通过其他化学转化途径如1,4-丁二醇氨化等方式。尽管1,4-丁二腈催化加氢法具有较高的选择性和收率，但其工业化生产受到高压氢气、昂贵催化剂、苛刻反应条件以及环境负面影响的限制。另外，通过1,4-丁二醇脱水、环化及氨化等反应制备丁二胺的工艺，虽然存在工艺复杂、副产物多、产物分离困难等问题。

3、相比之下，生物法制备丁二胺展现出了绿色可持续的优势。生物法不仅减少了化学试剂的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种催化合成丁二胺的基因工程菌，其特征在于，所述的基因工程菌以大肠杆菌为宿主，通过过表达鸟氨酸脱羧酶基因SpeC、精氨酸激酶基因ARG1和吡哆醛激酶基因pdxK得到的。

2.根据权利要求1所述的基因工程菌，其特征在于，所述的鸟氨酸脱羧酶基因SpeC，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述的精氨酸激酶基因ARG1，其核苷酸序列如SEQ IDNO.6所示，所述的吡哆醛激酶基因pdxK，其核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示。

3.权利要求1所述的基因工程菌的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.权利要求1或2任意一项所述的基因工程菌在合...

【技术特征摘要】

1.一种催化合成丁二胺的基因工程菌，其特征在于，所述的基因工程菌以大肠杆菌为宿主，通过过表达鸟氨酸脱羧酶基因spec、精氨酸激酶基因arg1和吡哆醛激酶基因pdxk得到的。

2.根据权利要求1所述的基因工程菌，其特征在于，所述的鸟氨酸脱羧酶基因spec，其核苷酸序列如seq id no.1所示，所述的精氨酸激酶基因arg1，其核苷酸序列如seq idno.6所示，所述的吡哆醛激酶基因pdxk，其核苷酸序列如seq id no.13所示。

3.权利要求1所述的基因工程菌的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.权利要求1或2任意一项所述的基因工程菌在合成丁二胺中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，步骤(a)中，所述的发酵培养基，其配方为：酵母粉6～8g/l、蛋白胨12～14g/l、甘油10～12g/l、硫酸铵2.5～3g/l、柠檬酸铁铵0.3～0.5g/l、mgso4 0.5～0.7g/l、氯化钠5～7g/l、磷酸氢二钾3～5g/l、卡那霉素50～60mg/l、链霉素80～90mg/l；所述的发酵，其发酵条件为：35～37℃、ph 7.0～7.3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可泉，杜旻，王靖，王昕，刘张宇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：