[發(fā)明專利]催化甲酸合成甲醛CAR酶的制備及其應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710174197.4
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN108624628B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設計）人: 江會鋒;緱俊冉;楊晟;逯曉云;劉玉萬;盧麗娜
• 申請（專利權）人: 中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所
• 主分類號: C12P7/24
• 分類號: C12P7/24;C12N9/02;C12N15/53
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;白艷

本發(fā)明公開了催化甲酸合成甲醛CAR酶的制備及其應用。本發(fā)明提供了CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌在催化甲酸合成甲醛中的應用；或CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌在制備催化甲酸合成甲醛產品中的應用。本發(fā)明的實驗證明，本發(fā)明發(fā)現CAR新功能可用于甲酸合成甲醛，為甲酸合成甲醛創(chuàng)造了一條新途徑。

技術領域

本發(fā)明涉及生物技術領域，尤其涉及一種催化甲酸合成甲醛CAR酶的制備及其應用。

背景技術

從生態(tài)角度講，甲酸是糖發(fā)酵的中間產物，易于在發(fā)酵過程中累積。同時，甲酸還可以作為生成下游還原性代謝產物的原料，例如，生成乙醇，甲烷，氫氣等。從生物技術角度講，甲酸可以來源于二氧化碳還原、生物質選擇性氧化、天然氣部分氧化及合成氣的氫化。因此甲酸可以作為連接物理化學與生物領域的橋梁，研究甲酸的同化途徑具有重要的意義。

自然界存在的甲酸固定反應主要有甲酸直接還原反應、甲酸激酶反應、甲酸與乙酰輔酶縮合反應、乳酸合成反應等。甲酸的直接還原反應由甲醛脫氫酶催化，將甲酸直接還原為甲醛從熱力學上是不利的，因此反應效率低下。甲酸激酶反應由甲酸-四氫葉酸連接酶催化，此同化途徑路線長，需在厭氧條件下反應，因此應用受到限制。用乙酰輔酶A合成酶可以實現甲酸還原為甲醛，但目前利用效率依然不高。甲酸與乙酰輔酶縮合反應丙酮酸-甲酸裂合酶催化，此反應也是熱力學甲酸有利的。乳酸合成反應即甲酸與乙醛縮合反應，目前還沒有在體外成功實現。

這些甲酸固定反應是甲酸同化途徑的重要組成部分，目前最優(yōu)的甲酸同化途徑是人工合成途徑：甲酸還原為甲醛，甲醛聚合生成二羥基丙酮，二羥基丙酮磷酸化直接進入中心代謝。

CAR蛋白為carboxylic acid reductase(CAR)羧酸還原酶，催化一系列長鏈羧酸還原為相應的醛。

發(fā)明內容

本發(fā)明的一個目的是提供CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌的新用途。

本發(fā)明提供了CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌在催化甲酸合成甲醛中的應用；

或CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌在制備催化甲酸合成甲醛產品中的應用。

上述應用中，所述CAR蛋白來源于Mycobacterium marinum。

上述應用中，所述CAR蛋白為如下1)或2)：

1)由序列1所示的氨基酸序列組成的多肽；

2)由1)中的氨基酸序列經過取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸且具有相同功能由1)衍生的多肽。

上述應用中，所述CAR蛋白的編碼基因為如下1)-3)中任一種：

1)編碼區(qū)為序列2的DNA分子；

2)在嚴格條件下與1)限定的DNA分子雜交且編碼具有相同功能多肽的DNA分子；

3)與1)或2)限定的DNA分子有大于70％同一性且編碼具有相同功能多肽的DNA分子。

本發(fā)明另一個目的是提供一種催化甲酸合成甲醛產品。

本發(fā)明提供的產品，包括CAR蛋白或其編碼基因或含有所述編碼基因的重組載體或重組菌。

上述產品為試劑盒。

所述產品還包括NADPH、ATP和MgCl₂。

本發(fā)明第3個目的是提供一種催化甲酸合成甲醛的方法。

本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟：以甲酸為底物，用所述CAR蛋白催化甲酸合成甲醛。