利用工业废气CO₂生产丁二酸的光合工程菌构建方法技术

本发明专利技术公开了利用工业废气CO₂生产丁二酸的光合工程菌构建方法，包括以下具体步骤：第一步，底盘菌株选择：选择含有Rubisco基因簇的集胞藻PCC6803或聚球藻PCC7942作为底盘菌株；第二步，CO₂固定模块强化：强化Rubisco酶活性，过表达碳酸酐酶加速CO₂水合，构建羧化体以提高CO2局部浓度；第三步，丁二酸合成模块强化：引入来源于大肠杆菌的异源磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶与来源于酿酒酵母的苹果酸脱氢酶，将磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶羧化为草酰乙酸并还原为苹果酸。本发明专利技术通过构建光合工程菌，整合CO₂浓缩机制与丁二酸合成途径，72h内丁二酸浓度达12.3g/L，CO₂固定量22.1g/L，较野生型菌株产量提升200%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于合成生物学与生物制造领域，具体涉及一种基于光合自养微生物的工程菌株构建方法，通过代谢工程改造实现工业废气co2的高效固定与丁二酸生物合成。

技术介绍

1、丁二酸作为c4平台化合物，广泛应用于生物可降解材料（如pbs）、医药中间体及绿色溶剂领域，传统化学合成法依赖石化资源且污染严重。

2、但现有技术中，现有异养发酵法需添加糖类底物，成本高且与粮争地；天然光合微生物（如蓝细菌）丁二酸产量低，缺乏co2高效固定与产物合成协同调控机制。

技术实现思路

1、本专利技术提供了利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，以通过构建光合工程菌，整合co2浓缩机制（ccm）与丁二酸合成途径，实现“一碳生物制造”，兼具碳减排与经济性。

2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：

3、利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，包括以下具体步骤：

4、第一步，底盘菌株选择：选择含有rubisco基因簇的集胞藻pcc6803或聚球藻pcc7942本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.利用工业废气 CO2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的利用工业废气 CO2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，集胞藻PCC6803或聚球藻PCC7942均具备高效光合作用效率，且对工业废气中的 SO2（≤50ppm）、NOx（≤100ppm）杂质具有耐受性，耐受时间≥72h。

3.根据权利要求2所述的利用工业废气 CO2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，强化Rubisco酶活性，具体为：引入 Form I Rubisco 突变体，其编码基因在野生型序列（GenBank 登录号：NC_000...

【技术特征摘要】

1.利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

2.根据权利要求1所述的利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，集胞藻pcc6803或聚球藻pcc7942均具备高效光合作用效率，且对工业废气中的 so2（≤50ppm）、nox（≤100ppm）杂质具有耐受性，耐受时间≥72h。

3.根据权利要求2所述的利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，强化rubisco酶活性，具体为：引入 form i rubisco 突变体，其编码基因在野生型序列（genbank 登录号：nc_000921）的第 123 位密码子由 gct 突变为 gcc，羧化效率较野生型提高 35%。

4.根据权利要求3所述的利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，所述过表达碳酸酐酶加速co2水合，具体为：碳酸酐酶可加速co2水合为hco3-，为rubisco提供充足底物，结合rubisco突变体可使co2固定速率提升50%。

5.根据权利要求4所述的利用工业废气 co2生产丁二酸的光合工程菌构建方法，其特征在于，所述构建羧化体以提高co2局部浓...

【专利技术属性】
技术研发人员：王超，
申请(专利权)人：王超，
类型：发明
国别省市：