[发明专利]五碳平台化合物合成基因及其应用

说明书

本发明涉及一种五碳平台化合物合成基因及其应用，其解决了利用工程菌合成异戊二烯效率不高的技术问题，本发明提供了一种五碳平台化合物合成基因、其表达的蛋白质、含有五碳平台化合物合成基因的原核表达载体及工程菌以及产异戊二烯工程菌的制备方法及应用。本发明可广泛用于异戊二烯制备领域。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别涉及一种五碳平台化合物合成基因及其应用。

背景技术

自然界中,异戊二烯主要是由某些植物叶片排放至大气中的，而工业生产中，目前异戊二烯主要是由石油裂解物C5馏分萃取蒸馏而来。然而随着石油资源日益枯竭及不可再生，天然植物释放的异戊二烯收集又事倍功半，通过微生物工程菌生产异戊二烯成为一种可持续发展的必然趋势。

据报道，每年植物释放到大气中的异戊二烯达到5百万吨，细菌自身又不具有异戊二烯合成酶基因，因此植物是异戊二烯合成酶(ISPS)很好来源。利用基因工程技术开展异戊二烯合成酶基因研究已取得了一些进展，研究人员分离鉴定得到了少量的异戊二烯合成酶基因，但国内尚未有这方面的报道。

2000年，Miller B首次在杨树(白杨×颤杨)中获得了全长IspS基因，并且在大肠杆菌中得到了7.7nmol/mgDCW的异戊二烯(Miller B et al.Planta.2001 213(3):483-7)；2005年,Sasaki克隆得到了白杨的IspS基因(Sasaki K et al.FEBS Lett.2005 579(11):2514-8)；Thomas D.Sharkey于2005年克隆得到蒙大拿葛IspS cDNA全长(Sharkey TD etal.Plant Physiol.2005 137(2):700-12.)，随后又扩充了数个杨柳科IspS基因，并且得到了刺槐的IspS cDNA全长序列(Sharkey TD et al,Evolution 2013 67(4):1026-1040)。

可见国内外目前获得的异戊二烯合成酶大多限于杨柳科和豆科植物，豆科植物关于五碳平台化合物合成基因的研究主要集中在葛根、刺槐上,杨柳科的相关研究主要集中在杨属，而在禾本科芦苇中并无研究报道，基因库中也没有芦苇五碳平台化合物合成基因。

发明内容

本发明就是为了解决利用工程菌合成异戊二烯效率不高的技术问题，提供一种具有较高合成效率的五碳平台化合物合成基因及应用。

为达到上述目的，一种五碳平台化合物合成基因，其是如下(a)或(b)的基因：(a)所述基因cDNA的核苷酸序列如序列表的序列1所示；(b)所述基因是编码如下蛋白质的基因：序列表的序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。

本发明同时提供一种五碳平台化合物合成基因表达的蛋白质，其是如下(a)的蛋白质：(a)由序列表的序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；序列表的序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质是由序列表的序列1所示碱基序列编码。

本发明还提供一种五碳平台化合物合成基因的原核表达载体。

本发明还提供五碳平台化合物合成基因原核表达载体的产异戊二烯工程菌。

本发明同时提供产异戊二烯工程菌在制备异戊二烯中的应用。

本发明的有益效果：根据植物在自然界异戊二烯的释放速率，本发明选择了释放量较高的芦苇五碳平台化合物合成基因进行了分离鉴定和克隆，成功构建异戊二烯生产菌株，为生物法生产异戊二烯寻找到一个高效的异戊二烯合成酶。本发明利用基因工程手段，克隆得到了芦苇基因PaIspS，应用到大肠杆菌中，使用气相色谱进行检测，大肠杆菌具备生产异戊二烯的能力，本发明对于使用微生物进行异戊二烯大规模工业生产提供了一个高效有效的酶。

附图说明

图1是芦苇总RNA的琼脂糖电泳结果；

图2是芦苇PaIspS基因片段的琼脂糖电泳结果；