[發(fā)明專利]一種二醇脫水酶基因pduCDE的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610160020.4
• 申請(qǐng)日: 2016-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105695496A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韋旭欽;梁甜;黃日波;韋宇拓;李曉明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南寧中諾生物工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C12N15/70
• 分類號(hào): C12N15/70;C12P7/24;C12P7/18;C12P7/42;C12N1/21;C12R1/19
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 45104
• 代理人: 王素娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程和發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種二醇脫水酶基因pduCDE的 應(yīng)用。

背景技術(shù)

二醇脫水酶(Dioldehydratase，EC4.2.1.28)和甘油脫水酶(Glycerol dehydratase，EC4.2.1.30)是同功酶，它們能以甘油、1，2-丙二醇或1，2-乙二醇為底物，分 別轉(zhuǎn)化生成重要的化工原料3-羥基丙醛、丙醛或乙醛，最值得關(guān)注的是，該酶是催化甘油脫 水生成重要的中間產(chǎn)物3-羥基丙醛的限速酶和關(guān)鍵酶(LeeH.A.，J.R.andAbelesR.H.， 1963，Purificationandpropertiesofdioldehydrase，andenzymerequiringa cobamidecoenzyme，J.Biol.Chem.，238：2367-2373)。由于3-羥基丙醛可作為食物防腐的 抗菌劑，而且還是丙烯醛、丙烯酸、3-羥基丙酸以及1，3-丙二醇等多種重要化工原料的合成 前體(如圖1所示)，因此，和甘油脫水酶一樣，二醇脫水酶由于能將甘油催化脫水生成3-羥 基丙醛而在生物化工界中占有重要的地位(SliningerP.J.，BothastR.J.，1983，Smiley K.L.Productionof3-hydroxypropionaldehydefromglycerol，ApplEnviron Microbiol，46(1)：62-67.)。

近年來(lái)，由于石油資源和生產(chǎn)能源的日益枯竭，通過(guò)化學(xué)合成法制備丙烯醛、丙烯 酸、3-羥基丙酸以及1，3-丙二醇等這類重要的化工原料已無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。生物法制備3-羥基 丙醛，是通過(guò)脫水酶的催化作用，直接將甘油脫水形成的產(chǎn)物3-羥基丙醛；3-羥基丙醛作為 重要的中間產(chǎn)物，再通過(guò)其它反應(yīng)轉(zhuǎn)化成丙烯醛、丙烯酸、3-羥基丙酸以及1，3-丙二醇 (VollenweiderS.，LacroixC.，2004，3-Hydroxypropionaldehyde：applicationsand perspectivesofbiotechnologicalproduction，ApplMicrobiolBiotechnol，64(1)： 16-27.)；生物法制備1，3-丙二醇，是通過(guò)1，3-丙二醇氧化還原酶的還原作用，將上述的中 間產(chǎn)物3-羥基丙醛轉(zhuǎn)化成1，3-丙二醇；生物法制備3-羥基丙酸，而是在乙醛脫氫酶 (Aldehydedehydrogenase，AldH，EC1.2.1.5)的氧化作用下，將3-羥基丙醛轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物 3-羥基丙酸(MohanRajS.，RathnasinghC.，JungW.C.，etal.2009，Effectofprocess parameterson3-hydroxypropionicacidproductionfromglycerolusinga recombinantEscherichiacoli.ApplMicrobiolBiotechnol，84(4)：649-657.)。

生物發(fā)酵法(酶法)制備上述化工原料，是通過(guò)微生物發(fā)酵可再生的生物原料為出 發(fā)點(diǎn)，具有多種優(yōu)勢(shì)而成為研究重點(diǎn)。特別是隨著3-羥基丙酸和1，3-丙二醇需求量的急劇 增加，二醇脫水酶和甘油脫水酶在生物催化甘油生成重要的化工原料進(jìn)程中起到無(wú)可替代 的作用，而引起了生化工業(yè)界足夠的重視，并成為研究熱點(diǎn)。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)二醇脫水酶的研究主要集中在一些腸桿菌中，如克雷伯氏菌 (Klebsiellapneumoniae)、沙門氏菌(Salmonellaenterica)、產(chǎn)酸克雷伯氏菌 (Klebsiellaoxytoca)和乳酸桿菌屬(Lactobacillusdiolvorans和Lactobacillus brevis)等，由于它們可能存在的致病性或嚴(yán)格的培養(yǎng)條件，限制了這些天然菌發(fā)酵甘油制 備上述化工原料的應(yīng)用，所以從這些天然菌中克隆相關(guān)基因以構(gòu)建高效的基因工程菌逐漸 成為研究重點(diǎn)。