[發(fā)明專利]一種利用纖維素制備金合歡烯的工程菌株及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711039647.5
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN109722403B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高嵐;齊崴;尤生萍;陶志平;李妍;蘇榮欣;李寶石;藺建民
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P19/14;C12P19/02;C12P5/02;C12R1/19
• 代理公司: 北京英創(chuàng)嘉友知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11447
• 代理人: 周建秋;耿超

為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本公開提供了一種工程菌株，該工程菌株是保藏編號為CGMCC NO.14817的大腸桿菌。本公開還提供了一種制備工程菌的方法，該方法包括：對工程菌宿主菌進行重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)入，使得轉(zhuǎn)入后的所述工程菌宿主菌能夠表達所述重組質(zhì)粒中所插入的基因；所述重組質(zhì)粒包括如SEQ ID NO.1所示的質(zhì)粒、如SEQ ID NO.2所示的質(zhì)粒和如SEQ ID NO.3所示的質(zhì)粒。本公開還提供了該方法制備得到的工程菌、上述工程菌株和工程菌的用途以及一種利用纖維素制備金合歡烯的方法。本公開通過上述技術(shù)方案，顯著地提高了利用纖維素水解產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)金合歡烯的產(chǎn)率。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及生物工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種工程菌株、一種制備工程菌的方法、該方法制備得到的工程菌、上述工程菌株和工程菌的用途以及一種利用纖維素制備金合歡烯的方法。

背景技術(shù)

金合歡烯可加氫轉(zhuǎn)化為金合歡烷，是一種可再生、可與石化柴油和航天燃料混合使用的燃料。金合歡烯具有不含硫、高十六烷值、低溫性能和低GHG排放的優(yōu)點，是一種應(yīng)用廣泛且效果理想的生物基化學(xué)品。例如，CN101553558A描述了在大腸桿菌中利用含有葡萄糖的培養(yǎng)基通過MEV途徑生成金合歡烯。

通過微生物法生產(chǎn)金合歡烯需要解決的一個重要問題是葡萄糖的來源問題。纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種多糖，占植物界碳含量的50％以上，是一種重要的葡萄糖來源。具體地，纖維素是由D-葡萄糖通過β-1,4-糖苷鍵聯(lián)結(jié)而成的大分子多糖，不溶于水及一般有機溶劑，是植物細胞壁的主要成分。例如，棉花的纖維素含量接近100％。纖維素通常與半纖維素、果膠和木質(zhì)素結(jié)合在一起。例如一般木材中，纖維素占40～50％，還有10～30％的半纖維素和20～30％的木質(zhì)素。

纖維素只有在降解為葡萄糖以后，才能被微生物工程菌作為碳源利用。在實際生產(chǎn)中，作為纖維素的來源的原材料主要包括秸稈、樹皮、木屑、玉米芯、米糠和麥麩等，這些原材料中纖維素往往形成一種具有高度結(jié)晶區(qū)的超分子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，同時其周圍緊密鑲嵌著半纖維素和木質(zhì)素，從而形成復(fù)雜穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，其使得纖維素很難直接被微生物直接利用。目前，通常對作為纖維素的來源的原材料先進行預(yù)處理和酶解，在將得到的含有單糖的產(chǎn)物送入發(fā)酵過程。例如，已有的預(yù)處理方法主要有稀酸處理、熱液處理、蒸汽爆破、有機溶劑處理、低溫氨浸處理、堿液處理、堿性過氧化氫處理和生物法處理等。又例如，已有的酶解包括纖維素酶和/或β-葡萄糖苷酶的酶解。

然而，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，纖維素水解產(chǎn)生含有單糖的產(chǎn)物如果用于金合歡烯的發(fā)酵生產(chǎn)，存在著產(chǎn)率低下的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的目的之一是提高利用纖維素水解產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)金合歡烯的產(chǎn)率。

為了實現(xiàn)上述目的，一方面，本公開提供了一種工程菌株，該工程菌株是保藏編號為CGMCC NO.14817的大腸桿菌。

另一方面，本公開還提供了一種制備工程菌的方法，該方法包括：對工程菌宿主菌進行重組質(zhì)粒的轉(zhuǎn)入，使得轉(zhuǎn)入后的所述工程菌宿主菌能夠表達所述重組質(zhì)粒中所插入的基因；所述重組質(zhì)粒包括如SEQ ID NO.1所示的pMevT質(zhì)粒、如SEQ ID NO.2所示的pMBIS質(zhì)粒和如SEQ ID NO.3所示的pFII質(zhì)粒。

另一方面，本公開還提供了上述方法制備得到的工程菌。

另一方面，本公開還提供了上述工程菌株或上述方法制備得到的工程菌在利用纖維素水解產(chǎn)物進行發(fā)酵產(chǎn)生金合歡烯中的用途。

再一方面，本公開還提供了一種利用纖維素制備金合歡烯的方法，其中，該方法包括如下步驟：(1)將含有纖維素的固態(tài)原料進行水解處理，得到含有單糖的水解產(chǎn)物；(2)在包括所述含有單糖的水解產(chǎn)物的液態(tài)發(fā)酵原料中接種如上所述的工程菌株或工程菌，并進行發(fā)酵培養(yǎng)，得到培養(yǎng)后的物料。