[发明专利]一个不依赖NAD+催化3-羟基丙醛产3-羟基丙酸的醛氧化酶及其应用

说明书

技术领域

本发明属于生物化工生产领域，涉及一个不依赖NAD⁺的醛氧化酶，使肺炎克雷伯氏杆菌（Klebsiella pneumoniae）能够在催化3-羟基丙醛产生3-羟基丙酸的过程中，保持胞内辅酶的平衡。 

背景技术

3-羟基丙酸是一种重要的平台化合物，由于化学合成法合成难度较大，近年来生物合成法受到更多关注。肺炎克雷伯氏杆菌因其生长迅速及较高的甘油耐受性，是生物法生产3-羟基丙酸的理想宿主。甘油在肺炎克雷伯氏杆菌体内经过甘油脱水酶的催化生成中间产物3-羟基丙醛，随后3-羟基丙醛被NAD⁺依赖型的醛脱氢酶催化生成3-羟基丙酸。 

在3-羟基丙酸的生物法生产中，过表达的醛脱氢酶导致了细胞内NAD⁺的过量消耗，造成了体内辅酶代谢的紊乱。发酵过程中，由于NAD⁺的缺少，3-羟基丙酸的合成速率、菌体生长速率及甘油转化率均受到严重影响。因此，亟待开发出一种NAD⁺独立型的关键酶用于3-羟基丙醛的催化。 

经过大量筛选，发现在假单胞菌（Pseudomonas sp.）中的醛氧化酶不依赖NAD⁺，并可催化醛类物质氧化成对应的羧酸。在此基础上，在肺炎克雷伯氏杆菌体内对该醛氧化酶进行了超表达，对其进行了体内及体外催化3-羟基丙醛的能力进行了测定。该酶具有较好的生产3-羟基丙酸的能力。 

发明内容

鉴于现有催化3-羟基丙醛的醛脱氢酶均为NAD⁺依赖型，在细胞内超表达后会导致菌体辅酶代谢紊乱，本发明旨在寻找一种NAD⁺独立的关键酶催化3-羟基丙醛。本发明的技术方案概述如下： 

经过大量的筛选，发现了一个NAD⁺独立的醛氧化酶。将该酶编码基因的序列进行分析后，对该基因进行了化学合成。 

醛氧化酶的序列为：atgcgtatcg cattcatcgg cctgggcaac atgggcgcgc ccatggcccg caacctgatc aaggccgggc accagctgaa cctgttcgac cttaaccaga ccgtgctggc cgagctcgccgaactcggcg ggcaggtcag cgcctcgccc aagaacgcgg ctgccagcag cgagctggtg attaccatgttgccggcggc ggcccatgtc cgcagcgtct acctgggcga cgatggcgtg ctggccggcg tgcgccccggcacgccgacc gtggattgca gcaccatcga cccgcagacc gcccgcgagg tgtccaaggc tgcggcggccaagggtgtgg acatgggcga tgcgccggtg tccggtggca ccggtggcgc agcggcaggt acgttgacgttcatggttgg cgccagcgcc gagctgttcg ccgcgctcaa gccggtgctc gagcagatgg gccgtaacatcgtgcattgt ggtgaagtcg gcaccggaca gatcgccaag atctgcaaca acctgctgct gggcatctcgatgatcggcg tgtccgaggc gatggccctg ggcaacgcgc tcggcatcga cacccaggtg ctggccgggatcatcaacag ttcgaccggg cgttgctgga gttccgatac ctacaacccg tggccgggca tcatcgagaccgcgccggcg tcgcgtggtt ataccggtgg ctttggtgcc gagctgatgc tcaaggacct gggcctggccaccgaggccg cccgccaggc gcatcaaccg gtgatcatgg gcgcactggc gcagcagctg taccaggccatgagcctgcg cggcgatggc ggcaaggact tctcggcgat cgtcgagggc taccgcaaga aggactga，共888bp。