[發明專利]一種用于生產3-羥基癸酸的菌株及生產方法

在審

• 申請號: 201810233766.2
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108587989A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王帥;朱坤;于海英
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所;中國科學院大學
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P7/64;C12R1/385
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 談杰

本發明涉及一種用于生產3?羥基癸酸(3HD,3?hydroxydecanoate)的菌株及生產方法，該菌株為銅綠假單胞菌，該菌株的鼠李糖基轉移酶I基因(rhlB)被滅活，且該菌株的rhlA基因被利用，催化3?羥基酯酰?CoA/ACP合成羥基脂肪酸二聚體(HAA,3?(3?hydroxyalkanoyloxy)alkanoate)。通過實驗驗證，利用本發明提供的工程菌株，以包括棕櫚油和/或甘油為碳源的培養基發酵培養，經過堿水解處理后，可得到高產量、高純度的3?羥基癸酸。本發明可用于生產高產量、高純度的3?羥基癸酸，且應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于生物技術和微生物發酵領域，具體涉及一種工程菌及其在生 產3-羥基脂肪酸(3HA，3-hydroxyal kanoate)中的應用。

背景技術

3-羥基脂肪酸(3HA)是生物材料聚羥基脂肪酸酯(PHA, poly hydroxyalkanoates)的常見單體。由于其具有特殊的手性結構，可用作 藥物、抗生素、維生素、信息素等的合成重要前體物質。根據碳鏈骨架的長 度，3-羥基脂肪酸可分為短鏈和中長鏈兩類前者的碳鏈長度為3-5，后者的 碳鏈長度為6-14。3-羥基癸酸(3HD)作為3-羥基脂肪酸的重要一員，被證實 具有抑菌、抑制花粉生長及種子發芽等重要活性。

生產3-羥基脂肪酸的傳統方法是化學合成法，目前研究較多的是，通過 降解PHA得到單體。但是這些方法技術不成熟，工藝復雜，生產投入高，尤 其是產物純度低，大大增加了分離純化的難度。微生物發酵法直接生產3- 羥基脂肪酸單體，是另一種嘗試。硫酯酶具有水解3-羥基酯酰-CoA的活性， 通過在大腸桿菌或惡臭假單胞菌中引入TesB(來自大腸桿菌)、PTE1(來自釀 酒酵母)等硫酯酶，把3-羥基脂肪酸從輔酶A上水解下來形成游離的3-羥基 脂肪酸。但是由于中鏈3-羥基脂肪酸單體(尤其是8個碳和10個碳)在高 濃度下有明顯的抑菌作用，所以利用此方法難以實現3-羥基脂肪酸的大量積 累。因為缺少有效生產方法，3-羥基脂肪酸作為一種極具應用價值的化合物， 其利用受到了極大的限制。探索尋找合適的生產原料、生產菌株以及新的代 謝途徑，成為實現3-羥基脂肪酸大量生產的關鍵。

銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)可以利用油脂高效合成鼠李 糖脂。鼠李糖脂的合成主要包括三個連續的反應：首先由RhlA催化3-羥脂 酰CoA/ACP合成3-羥基脂肪酸二聚體(HAA)；然后由鼠李糖脂轉移酶I RhlB 催化HAA和dTDP-L-鼠李糖反應生成單鼠李糖脂；最后由鼠李糖基轉移酶II RhlC催化單鼠李糖脂和dTDP-L-鼠李糖反應生成雙鼠李糖脂。HAA是合成3- 羥基脂肪酸的關鍵前體物質，對HAA進行水解反應即可得到3-羥基脂肪酸單 體。由于RhlA對碳鏈的偏好性，HAA的單體以3-羥基癸酸為主。但在銅綠 假單胞菌中，HAA作為中間體用來合成鼠李糖脂，即用現有菌株不能實現HAA 的積累。所以現有的銅綠假單胞菌不能滿足用于生產中長鏈3-羥基脂肪酸的 需求。

發明內容

鑒于現有技術所存在的問題，本發明提供一種用于生產3-羥基癸酸的菌 株，以及利用該菌株來生產3-羥基脂肪酸二聚體、3-羥基癸酸的生產方法， 具有產量高、純度高和應用前景廣闊等優點。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種用于生產3-羥基癸酸的菌株，該菌株為銅綠假單胞菌，該菌株的鼠 李糖基轉移酶I基因(rhlB)被滅活，該菌株的rhlA基因被利用，催化3- 羥脂酰CoA/ACP合成羥基脂肪酸二聚體HAA。

上述中“鼠李糖基轉移酶I基因(rhlB)被滅活”具體方式可以為，敲 除鼠李糖基轉移酶I基因(rhlB)。

上述中“rhlA基因被利用”具體是指，保留基因組上rhlA基因，利用 其自身的高表達。當然，也可以對rhlA進行適當改造。