CO2活化关键酶及其应用制造技术

本发明专利技术涉及CO2活化关键酶及其应用，包括甲醛脱氢酶AqFaldDH、甲醛脱氢酶SzFaldDH、甲醛脱氢酶PpFaldDH和甲醛脱氢酶ChFaldDH中的一种或几种，甲醛脱氢酶基因和蛋白序列、构建的表达载体以及上述酶在以甲酸或CO2为底物合成甲醛路径中的应用。通过构建表达载体和基因工程菌，诱导表达甲醛脱氢酶，并进一步催化合成甲醛，本发明专利技术所开发的新型甲醛脱氢酶FaldDH均具有较高的酶活性和催化强度，可以快速合成大量的甲醛，为CO2高效活化转化合成甲醛，并进一步定向转化为高值化学品的生物化学途径提供了新动力，具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于酶的定向进化改造和生物催化应用，涉及co2活化关键甲醛脱氢酶及其应用。

技术介绍

1、多酶级联反应利用甲酸脱氢酶fdh/甲醛脱氢酶falddh/甲醇脱氢酶adh将co2在温和条件下一步转化为甲醇是一种非常重要的环境友好型洁净能源生产过程。该反应通过逆转生物代谢途径来实现，其中使用甲醛脱氢酶falddh的中间步骤是瓶颈反应。目前利用来源于假单胞菌属的商品甲醛脱氢酶(ec1.2.1.46,150kda)还原甲酸为甲醛以转化co2合成甲醇的效率非常低，反应几个小时产生的甲醇浓度<1mm。在这一多酶级联反应过程中，尽管甲酸脱氢酶催化co2→甲酸的速率很慢(km＝30-50mm，vmax＝0.002mm/min)，但第二步由甲醛脱氢酶催化甲酸→甲醛的速率(甲酸浓度<0.1-2.5mm，没有明显反应；甲酸浓度>5.0mm，ph值明显下降导致甲醛脱氢酶falddh和辅酶nadh不稳定)远低于甲醛→甲酸的速率(km＝0.06mm，vmax＝0.01mm/min)(new biotechnol.,2015,32,319-327)。因此，甲醛脱本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种CO2活化关键甲醛脱氢酶，其为甲醛脱氢酶AqFaldDH、甲醛脱氢酶SzFaldDH、甲醛脱氢酶PpFaldDH和甲醛脱氢酶ChFaldDH中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的脱氢酶，其特征在于，所述甲醛脱氢酶FaldDH为以下所示蛋白质中的任一种：

3.一种编码权利要求2所述的甲醛脱氢酶的核苷酸，其特征在于，所述核苷酸具有(i)、(ii)(iii)或(iv)所示的核苷酸序列中的任意一个：

4.一种用于甲醛脱氢酶的基因表达载体，其特征在于，所述基因表达载体包括：编码如权利要求2所述的甲醛脱氢酶的氨基酸序列或如权利要求3所述的核苷酸；...

【技术特征摘要】

1.一种co2活化关键甲醛脱氢酶，其为甲醛脱氢酶aqfalddh、甲醛脱氢酶szfalddh、甲醛脱氢酶ppfalddh和甲醛脱氢酶chfalddh中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的脱氢酶，其特征在于，所述甲醛脱氢酶falddh为以下所示蛋白质中的任一种：

3.一种编码权利要求2所述的甲醛脱氢酶的核苷酸，其特征在于，所述核苷酸具有(i)、(ii)(iii)或(iv)所示的核苷酸序列中的任意一个：

4.一种用于甲醛脱氢酶的基因表达载体，其特征在于，所述基因表达载体包括：编码如权利要求2所述的甲醛脱氢酶的氨基酸序列或如权利要求3所述的核苷酸；

5.一种用于实现甲醛脱氢酶可溶性表达的基因表达载体，其特征在于，所述表达载体包括伴侣蛋白，主要是dnak(dnaj，grpe)和groel(groes)等，即在bl21(de3)中引入一个表达伴侣蛋白的表达质粒；

6.一种如权利要求2中任意一项所述的co2活化关键甲醛脱氢酶的相关菌株，其特征在于，将权利要求4中表达载体和/或权利要求5中表达质粒转入大肠杆菌菌株中，得到所述基因工程菌株。

7.一种利用如权利要求6所述基因工程菌株制备甲醛脱氢酶falddh的方法，其特征在于，将基因工程菌株置于含有氨苄抗生素的lb培养基中培养，获得种子液；将...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉红，纪秀玲，薛雅鞠，郭伯夏，张锁江，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：