本申请涉及生物材料,具体涉及一种工程改造盐单胞菌及其构建方法和利用其生产聚羟基脂肪酸酯的方法。
背景技术:
1、盐单胞菌(halomonas sp.)是分离自新疆艾丁盐湖的一类中度嗜盐菌,能够合成聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoates,pha),其作为一种能够天然可降解的聚酯,被视为最优选的生物基可降解材料之一,以被用于替代石油基材料。因此在目前提倡绿色制造的背景下,pha具有极为可观的发展潜力。
2、在盐单胞菌发酵生产pha的工艺中,使用尿素作为氮源,其在生物转化和自发作用下水解转化为铵根离子,铵根离子在碱性温热条件下进一步以氨气的形式释放,对盐单胞菌生长产生不利影响。现有工艺条件下,发酵过程中会出现大量氨气释放,尤其是微生物生长较差不能及时利用底物中的尿素时,该情况尤为严重。相关技术中采用高通风量的方法以从发酵体系中去除氨气,然而,这种方法存在能耗浪费和pha产量下降的缺陷。
3、由此,亟需开发一种能够高效利用底物发酵生产pha的工程改造盐单胞菌和利用其生产pha的方法。
技术实现思路
1、本发明至少从以下方面解决了相关技术的问题之一。
2、本申请第一方面实施例提供一种工程改造盐单胞菌,在所述工程改造盐单胞菌中,第一基因通过第一启动子过表达,其中所述第一启动子是porin58,并且所述第一基因是urea。
3、在一些实施例中,所述第一启动子的核苷酸序列如seq id:1所示。
4、在一些实施例中,所述第一基因的核苷酸序列如seq id:2所示。
5、在一些实施例中,所述盐单胞菌选自halomonas bluephagenesis和/或halomonascampaniensis。
6、在一些实施例中,所述盐单胞菌选自由以下组成的组:halomonasbluephagenesis td01、halomonas campaniensis ls21和halomonas bluephagenesiswzy254。
7、在一些实施例中,所述工程改造盐单胞菌是halomonas bluephagenesis td01-porin58-urea、halomonas campaniensis ls21-porin58-urea或halomonasbluephagenesis wzy254-porin58-urea。
8、本申请第二方面实施例提供一种构建上述第一方面任一实施例的工程改造盐单胞菌的方法,包括:使盐单胞菌中第一基因通过第一启动子过表达。
9、在一些实施例中,所述使盐单胞菌中第一基因通过第一启动子过表达包括:
10、将所述第一启动子和所述第一基因插入第一载体,得到第一质粒;
11、将所述第一质粒接合转化至所述盐单胞菌中。
12、在一些实施例中,所述第一载体为pseva321。
13、本申请第三方面实施例提供一种生产聚羟基脂肪酸酯的方法,包括:使用如上述第一方面任一实施例的工程改造盐单胞菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯。
14、在一些实施例中,所述工程改造盐单胞菌的发酵培养基的氮源包括尿素。
15、在一些实施例中,所述发酵培养基中所述尿素的起始含量为0.3至0.8g/l,优选为0.5g/l。
16、在一些实施例中,所述聚羟基脂肪酸酯选自由以下组成的组:3-羟基丁酸均聚物phb,3-羟基丁酸和4-羟基丁酸二元共聚物p3hb4hb,3-羟基丁酸、4-羟基丁酸和3-羟基戊酸三元共聚物phbv4hb,3-羟基丁酸和3-羟基己酸二元共聚物phbhhx,3-羟基丙酸的均聚物,和3-羟基丙酸的共聚物,
17、其中所述3-羟基丙酸的均聚物为p3hp,所述3-羟基丙酸的共聚物为p(3hb-co-3hp)或phbhp。
18、与相关技术相比,本申请实施例至少实现了如下有益效果:
19、在本申请实施例提供的工程改造盐单胞菌中,通过使第一基因通过第一启动子过表达,使得该工程改造盐单胞菌对底物(尿素)的利用率显著提高,能够同时实现更高的细胞积累密度、更高的产品含量和更低的氨气排放量。
1.一种工程改造盐单胞菌,其特征在于,在所述工程改造盐单胞菌中,第一基因通过第一启动子过表达,其中所述第一启动子是porin58,并且所述第一基因是urea。
2.根据权利要求1所述的工程改造盐单胞菌,其特征在于,所述第一启动子的核苷酸序列如seq id:1所示;
3.根据权利要求1所述的工程改造盐单胞菌,其特征在于,所述盐单胞菌选自halomonas bluephagenesis和/或halomonas campaniensis;
4.根据权利要求1所述的工程改造盐单胞菌,其特征在于,所述工程改造盐单胞菌是halomonas bluephagenesis td01-porin58-urea、halomonas campaniensis ls21-porin58-urea或halomonas bluephagenesis wzy254-porin58-urea。
5.一种构建如权利要求1至4中任一项所述的工程改造盐单胞菌的方法,其特征在于,所述方法包括:使盐单胞菌中第一基因通过第一启动子过表达。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述使盐单胞菌中第一基因通过第一启动子过表达包括:
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一载体为pseva321。
8.一种生产聚羟基脂肪酸酯的方法,其特征在于,所述方法包括:使用如权利要求1至4中任一项所述的工程改造盐单胞菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯;
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述发酵培养基中所述尿素的起始含量为0.3至0.8g/l,优选为0.5g/l。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述聚羟基脂肪酸酯选自由以下组成的组:3-羟基丁酸均聚物phb,3-羟基丁酸和4-羟基丁酸二元共聚物p3hb4hb,3-羟基丁酸、4-羟基丁酸和3-羟基戊酸三元共聚物phbv4hb,3-羟基丁酸和3-羟基己酸二元共聚物phbhhx,3-羟基丙酸的均聚物,和3-羟基丙酸的共聚物,
