[发明专利]一种用于生产3-羟基癸酸的菌株及生产方法

说明书

本发明涉及一种用于生产3‑羟基癸酸(3HD,3‑hydroxydecanoate)的菌株及生产方法，该菌株为铜绿假单胞菌，该菌株的鼠李糖基转移酶I基因(rhlB)被灭活，且该菌株的rhlA基因被利用，催化3‑羟基酯酰‑CoA/ACP合成羟基脂肪酸二聚体(HAA,3‑(3‑hydroxyalkanoyloxy)alkanoate)。通过实验验证，利用本发明提供的工程菌株，以包括棕榈油和/或甘油为碳源的培养基发酵培养，经过碱水解处理后，可得到高产量、高纯度的3‑羟基癸酸。本发明可用于生产高产量、高纯度的3‑羟基癸酸，且应用前景广阔。

技术领域

本发明属于生物技术和微生物发酵领域，具体涉及一种工程菌及其在生 产3-羟基脂肪酸(3HA，3-hydroxyal kanoate)中的应用。

背景技术

3-羟基脂肪酸(3HA)是生物材料聚羟基脂肪酸酯(PHA, poly hydroxyalkanoates)的常见单体。由于其具有特殊的手性结构，可用作 药物、抗生素、维生素、信息素等的合成重要前体物质。根据碳链骨架的长 度，3-羟基脂肪酸可分为短链和中长链两类前者的碳链长度为3-5，后者的 碳链长度为6-14。3-羟基癸酸(3HD)作为3-羟基脂肪酸的重要一员，被证实 具有抑菌、抑制花粉生长及种子发芽等重要活性。

生产3-羟基脂肪酸的传统方法是化学合成法，目前研究较多的是，通过 降解PHA得到单体。但是这些方法技术不成熟，工艺复杂，生产投入高，尤 其是产物纯度低，大大增加了分离纯化的难度。微生物发酵法直接生产3- 羟基脂肪酸单体，是另一种尝试。硫酯酶具有水解3-羟基酯酰-CoA的活性， 通过在大肠杆菌或恶臭假单胞菌中引入TesB(来自大肠杆菌)、PTE1(来自酿 酒酵母)等硫酯酶，把3-羟基脂肪酸从辅酶A上水解下来形成游离的3-羟基 脂肪酸。但是由于中链3-羟基脂肪酸单体(尤其是8个碳和10个碳)在高 浓度下有明显的抑菌作用，所以利用此方法难以实现3-羟基脂肪酸的大量积 累。因为缺少有效生产方法，3-羟基脂肪酸作为一种极具应用价值的化合物， 其利用受到了极大的限制。探索寻找合适的生产原料、生产菌株以及新的代 谢途径，成为实现3-羟基脂肪酸大量生产的关键。

铜绿假单胞菌(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个连续的反应：首先由RhlA催化3-羟脂 酰CoA/ACP合成3-羟基脂肪酸二聚体(HAA)；然后由鼠李糖脂转移酶I RhlB 催化HAA和dTDP-L-鼠李糖反应生成单鼠李糖脂；最后由鼠李糖基转移酶II RhlC催化单鼠李糖脂和dTDP-L-鼠李糖反应生成双鼠李糖脂。HAA是合成3- 羟基脂肪酸的关键前体物质，对HAA进行水解反应即可得到3-羟基脂肪酸单 体。由于RhlA对碳链的偏好性，HAA的单体以3-羟基癸酸为主。但在铜绿 假单胞菌中，HAA作为中间体用来合成鼠李糖脂，即用现有菌株不能实现HAA 的积累。所以现有的铜绿假单胞菌不能满足用于生产中长链3-羟基脂肪酸的 需求。

发明内容

鉴于现有技术所存在的问题，本发明提供一种用于生产3-羟基癸酸的菌 株，以及利用该菌株来生产3-羟基脂肪酸二聚体、3-羟基癸酸的生产方法， 具有产量高、纯度高和应用前景广阔等优点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于生产3-羟基癸酸的菌株，该菌株为铜绿假单胞菌，该菌株的鼠 李糖基转移酶I基因(rhlB)被灭活，该菌株的rhlA基因被利用，催化3- 羟脂酰CoA/ACP合成羟基脂肪酸二聚体HAA。

上述中“鼠李糖基转移酶I基因(rhlB)被灭活”具体方式可以为，敲 除鼠李糖基转移酶I基因(rhlB)。

上述中“rhlA基因被利用”具体是指，保留基因组上rhlA基因，利用 其自身的高表达。当然，也可以对rhlA进行适当改造。