[發明專利]脂肪酶基因以及工程菌和脂肪酶菌株

有效

• 申請號: 200810033414.9
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101250546A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 魏東芝;高蓓;馬昱澍;蘇二正
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C12N15/55
• 分類號: C12N15/55;C12N15/70;C12N9/20;C12N1/21;C12P7/64;C12P41/00
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 繆利明

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，具體地說，涉及一種脂肪酶基因以及工程菌。

背景技術

脂肪酶(Lipase，EC3.1.1.3)又名甘油酯水解酶、三酰基甘油酰基水解酶，因其廣泛 的工業應用價值而倍受人們關注，廣泛存在于動物組織、植物種子和微生物體中。脂肪酶 是生物體內一類重要的代謝酶，從催化特性看，它具有高度的化學選擇性和立體異構性， 且反應不需輔酶，反應條件溫和，副產物少。脂肪酶的另外一個特征是可以在異相系統(如 油、水界面)或有機相中起作用，在水相中，脂肪酶通常催化水解反應的進行；而在有機 相中，它卻能催化多種合成反應：如酯化、酯交換、酯的醇解、酯的酸解等。脂肪酶的這 些特性使其成為在手性化合物合成中重要的生物催化劑，多被用來催化一些酯類合成和轉 化反應，在食品增香、脫脂加工、污水處理及化工產品中有著廣泛的應用。

隨著世界范圍內能源短缺和環境優化的需要，使得生物柴油備受關注。生物柴油，即 動植物油脂與低碳醇進行酯交換反應所生成的脂肪酸低碳醇酯，具有持續的可再生性能： 通過油菜等植物的光合作用將太陽能轉化為生物能，再加工為生物柴油，取之不盡，用之 不竭；具有優良的環保特性：生物柴油中不含硫和芳香族烷烴，使得二氧化硫、硫化物等 廢氣的排放量顯著降低；生物柴油中氧含量高，燃燒時一氧化碳的排放量顯著減少。此外， 它的可降解性明顯高于礦物柴油：生物柴油可被現有的柴油機和柴油配送系統直接利用。 因而生物柴油被認為是最有前途的柴油代替燃料。

在生產生物柴油眾多方法中，由于酶法合成生物柴油具有反應條件溫和、醇用量小、 后處理簡單、無污染物排放，且原料油中的自由脂肪酸能完全轉化成甲酯等優點，反應如 圖1所示，從而成為研究的熱點。其中，酶法合成生物柴油大多采用脂肪酶催化的方法合 成生物柴油。

但現有的脂肪酶催化的反應所使用的均為固定化酶，細胞展示酶或酵母細胞等，使得 酶的生產成本很高，尚無利用廉價高效的可溶表達的大腸桿菌基因工程菌全細胞催化反應 的報道。

此外，關于合成生物柴油反應的報道中，使用的脂肪酶菌株的最適催化溫度多在35℃ 以上，反應需要加熱，對能源的要求高，如能找到最適催化溫度為常溫的菌株，則能降低 反應耗能，從而可以節約能源，因此，具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種脂肪酶基因。

本發明還有一個目的在于，提供所述脂肪酶基因編碼的脂肪酶。

本發明還有一個目的在于，提供一種轉化有所述脂肪酶基因的基因工程菌株。

本發明的還有一個目的在于，提供所述基因工程菌的應用。

本發明提供的脂肪酶基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO：1所示。

本發明的脂肪酶的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：2所示。

本發明的基因工程菌株轉化有所述脂肪酶基因，工程菌為大腸桿菌；具體地，通過將 所述脂肪酶基因構建重組表達質粒，然后轉化大腸桿菌而獲得。

根據本發明的一個優選實施例，所述重組表達質粒的表達載體為pET28a。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化生產生物柴油。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化水解反應。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化合成反應。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化拆分反應。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化酰化反應。

本發明提供的所述基因工程菌可用于催化環氧化反應。

通過比對，本發明的脂肪酶基因與現有報道的其它脂肪酶基因的同源度最高為75％， 因此是一種脂肪酶基因。

通過比對，本發明的脂肪酶的氨基酸序列與現有報道的其它脂肪酶的同源度最高為 80％，因此，本發明的基因所編碼的脂肪酶同樣是一種脂肪酶。

根據本發明的一個優選實施例，使用本發明的脂肪酶催化生產生物柴油，在10℃-25℃ 催化轉化得到的生物柴油，其轉化率達90-100％，高于作為對照的35℃-40℃的40％-60 ％的轉化率，也高于現有大多數工業使用的脂肪酶在低溫下的轉化率。