[发明专利]一种高效合成α-氨基丁酸的单细胞工厂及其构建与应用

摘要

本发明公开了一种高效合成α‑氨基丁酸的单细胞工厂及其构建与应用，属于微生物技术领域。本发明将L‑苏氨酸脱氨酶、L‑氨基酸脱氢酶及提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因串联表达构建重组的大肠杆菌单细胞工厂用于α‑氨基丁酸高效合成，通过rbs序列优化控制L‑苏氨酸脱氨酶的表达量，解决中间产物酮丁酸的快速积累而抑制转化的问题，同时通过启动子及rbs序列优化控制提供辅因子NADH循环的脱氢酶表达量，增强NADH再生速率最终增加产量。利用单细胞工厂进行全细胞转化可减少物质进出障碍加快转化速率，促进辅因子胞内循环而无需外源添加，成本低廉。在20h内，5L发酵罐中重组大肠杆菌单细胞工厂产量为204g/L，时空产率10.2g/L·h，为其工业化生产提供实际有效策略。

主权项

1.一种高效合成α-氨基丁酸的重组菌单细胞工厂，其特征在于，所述重组菌单细胞工厂是将重组共表达载体转化到宿主菌中得到的；所述重组共表达载体是在质粒载体上串联L-苏氨酸脱氨酶基因、L-氨基酸脱氢酶基因、提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因；其中，以L-氨基酸脱氢酶基因的表达为基准，控制供辅因子NADH循环的脱氢酶的表达量使辅因子NADH的生成速率处于相对较高的水平，控制L-苏氨酸脱氨酶的表达量处于相对较合适的水平，所述宿主为大肠杆菌；所述L-苏氨酸脱氨酶基因前的启动子为T7启动子；L-苏氨酸脱氨酶基因前直接连接的rbs序列为序列SEQ ID NO:4～SEQ ID NO:6所示序列中的任意一种；所述L-苏氨酸脱氨酶基因和L-氨基酸脱氢酶基因通过序列为SEQ ID NO:22所示序列的RBS连接，所述提供辅因子NADH循环的脱氢酶基因前的启动子为tac启动子，辅因子NADH循环的脱氢酶基因前的rbs序列为SEQ ID NO:37～SEQ ID NO:39中的任意一种。/n