[發明專利]一種釀酒酵母發酵生產丙烯酸的方法

有效

• 申請號: 201810051564.6
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108004274B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 卓炳照;胡欣;李棋;林煒鋒;江會鋒;王文
• 申請（專利權）人: 嘉興欣貝萊生物科技有限公司
• 主分類號: C12P7/40
• 分類號: C12P7/40;C12N15/81;C12R1/865
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙) 50213
• 代理人: 馬晨博

本發明涉及一種釀酒酵母發酵生產丙烯酸的方法，以丙三醇為原料，釀酒酵母菌為宿主菌，經過宿主菌體內若干酶的催化而完成。本發明的有益效果：1)以低成本化合物為原料，工藝原材料成本低。2)以改造微生物為技術基礎，在微生物體內進行生物酶的催化合成，避免大規模的提取、分離、純化過程，從生產成本和對環境友好方面容易控制。3)本工藝在生產設備的規模和數量上比其他方法要要少，操作簡單，易于產業轉化。4)本工藝僅在生產的最后步驟有分離純化工序，產品純化工藝簡單，產品質量比一般方法純度更好、含量更高。5)合成過程沒有廢液排放，環境友好，無污染，可持續生產。

技術領域

本發明涉及一種丙烯酸的生物合成方法，具體的說涉及一種釀酒酵母發酵生產丙烯酸的方法。

背景技術

丙烯酸分子式：C₃H₄O₂；英文名稱：Acrylic acid；CAS：79-10-7；分子量：72.06；物理性質：與水混溶，可混溶于乙醇、乙醚，無色液體，有刺激性氣味；熔點為13℃，沸點為141℃，閃點為54℃，密度為1.05g/cm。

丙烯酸是重要的有機合成原料及合成樹脂單體，是聚合速度非常快的乙烯類單體。是最簡單的不飽和羧酸，由一個乙烯基和一個羧基組成。純的丙烯酸是無色澄清液體，帶有特征的刺激性氣味。它可與水、醇、醚和氯仿互溶。大多數用以制造丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羥乙酯等丙烯酸酯類。丙烯酸及丙烯酸酯可以均聚及共聚，其聚合物用于合成樹脂、合成纖維、高吸水性樹脂、建材、涂料等工業部門。丙烯酸作為市場需求排名近20位的大宗化學品，丙烯酸及其聚合物等在工業生產、航空航天、污水處理、醫用材料及納米材料等方面都有廣泛的應用。隨著科技的發展，人們對綠色環保材料的需求日益增加，使得以丙烯酸作為有機合成原料和合成樹脂單體的功能性材料越來越受到人們的青睞。

丙烯酸工業生產主要采用丙烯氧化法。丙烯先與氧氣反應生成丙烯醛，丙烯醛再去氧作用生成丙烯酸，轉化率較高。盡管該法存在諸多優點，但是原料依賴于傳統化石能源，污染重、耗能高、不可持續。目前也有利用半生物合成法或生物全合成法來合成丙烯酸。丙烯酸半生物合成法是指利用微生物體將丙烯腈、丙烯酰胺等石油化工原料轉化為丙烯酸的方法。

丙烯酸的半生物法雖然產量較高，但其原料丙烯腈、丙烯酰胺在成本上比丙烯酸還高，限制了這種方法的工業化生產。丙烯酸全生物法是指微生物直接利用糖類等生物質發酵生產丙烯酸的方法。合成途徑復雜、合成機理不清晰、合成效率極低是現有現有的丙烯酸生物全合成方法的缺點。本發明旨在解決上述技術問題，提供一種反應溫和、合成效率高的丙烯酸生物合成方法。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術的不足，提供一種釀酒酵母發酵生產丙烯酸的方法，該方法反應溫和、合成效率高、產量高，無污染，生產周期短。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種釀酒酵母發酵生產丙烯酸的方法，所述合成方法以丙三醇為原料，釀酒酵母菌為宿主菌，經過宿主菌體內若干酶的催化而完成；

所述宿主菌按下述方法構建獲得：

1)根據釀酒酵母密碼子偏好性優化基因GlyDH和DAK的密碼子，然后利用雙向啟動子，將兩個基因構建于釀酒酵母表達載體YCplac33，得到載體1，表達載體YCplac33帶有大腸桿菌的氨芐霉素抗性和釀酒酵母的篩選標記URA基因；在釀酒酵母中構建異源甘油代謝途徑，GlyDH基因所表達的酶能將甘油轉化成二羥基丙酮，DAK基因所表達的酶再將二羥基丙酮轉化成磷酸二羥基丙酮；

2)依據釀酒酵母密碼子偏好性對ceaS2基因及NOX基因進行優化，然后將兩個基因同時構建于釀酒酵母表達載體YCplac33，得到載體2，表達載體YCplac33帶有大腸桿菌的氨芐霉素抗性基因和釀酒酵母的篩選標記Leu基因；