[發明專利]manY/levF基因片段在生產丁醇中的應用

有效

• 申請號: 201711338709.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN107988242B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 吳又多;李穎;陳麗杰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/12;C12N15/74;C12P7/16;C12R1/145
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 劉慧娟;李馨

本發明公開了manY/levF基因片段在生產丁醇中的應用。具體為高產丁醇的過表達重組梭菌及其構建方法與應用。所述manY/levF基因的序列為SEQ ID NO.1。所述過表達重組梭菌的構建方法，包括以下步驟：(1)manY/levF基因過表達重組質粒構建；(2)過表達重組質粒的擴增(3)過表達重組質粒的甲基化；(4)manY/levF基因過表達重組菌株構建；(5)過表達重組菌株丁醇發酵性能檢測。本發明還包括過表達重組梭菌在生產丁醇中的發酵應用。本發明將manY/levF基因在C.acetobutylicum ATCC 824中過表達能顯著提高在ABE發酵中葡萄糖、果糖以及菊芋水解液的利用率及丁醇的產量。

技術領域

本發明屬于生物工程技術領域，涉及manY/levF基因片段在生產丁醇中的應用，具體為高產丁醇的過表達重組梭菌及其構建方法與應用。

背景技術

煤炭、石油等屬于化石燃料，是不可再生資源，不僅儲量十分有限，而且燃燒還對環境造成嚴重污染。新型綠色環保、可持續發展的生物能源，已經成為全球各國共同的需求。利用生物質資源進行生物燃料的生產則是一種解決能源危機的方法，生物質資源具有年產量大，可再生，綠色環保等優點，應用也越來越廣泛。

生物液體燃料如生物柴油、生物乙醇及生物丁醇等，可實現對傳統石油燃料的部分替代，具有低能耗、低排放和低污染等良好的環境生態影響，有效優化能源結構并解決能源危機，因而生物轉化工藝更符合人類及社會經濟可持續發展的根本需求。生物丁醇相對于其他生物燃料具有更多的優勢，生物丁醇表現出與汽油相當的高能量密度與熱值，良好的與汽油任意比混溶性而無需改裝現有動力發動機等設備，弱于乙醇的親水性、揮發性、吸濕性與腐蝕性而使得丁醇在管道運輸和儲存過程中安全性更高，可完全依托現有的石油運輸通道，更有利于丁醇的市場推廣與燃料應用。生物丁醇制造工藝發展成長至今，存在諸多技術問題，總體來說，主要圍繞著廉價原料與產丁醇微生物選擇匹配、生產成本過高、菌體代謝利用碳源能力不足、丁醇產量、產率及轉化率過低、丁醇等脅迫耐受性較弱等限制因素。

對于實際物料發酵，存在諸多問題，如原料利用率低，發酵周期長，丁醇產量及產率低。利用純糖作為底物不適合工業大規模發酵生產，所以迫切需要尋找廉價的物料生產丁醇。菊芋是果糖基物料，是一種非常廉價的非糧物料。為有效解決原料成本問題，探索基于可再生物料的丁醇發酵工藝已經成為全球范圍內的研究熱點之一。菊芋等實際物料在發酵生產丁醇方面的應用因糖利用率低而受到制約。為了解決這個問題，我們通過過表達manY/levF基因，來研究其對丁醇發酵中糖類的攝取利用及發酵性能的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服現有生物丁醇發酵技術的不足，首先公開manY/levF基因片段在生產丁醇中的應用，所述manY/levF基因片段(locus_tag＝CA_P0067)，其具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。所述manY/levF基因編碼的蛋白質manY/levF mannose/fructose-specific phosphotransferase system component IIC的氨基酸序列為SEQ ID NO.2。其中，該manY/levF mannose/fructose-specificphosphotransferase system component IIC蛋白質全長268個氨基酸。

本發明還涉及上述manY/levF基因片段相關的生物材料，具體為下述一種：

(1)含有上文所述的manY/levF基因的表達盒；

(2)含有上文所述的manY/levF基因的重組載體或含有(1)所述表達盒的重組載體；

(3)含有(2)所述重組載體的重組菌株。