[发明专利]manY/levF基因片段在生产丁醇中的应用

说明书

本发明公开了manY/levF基因片段在生产丁醇中的应用。具体为高产丁醇的过表达重组梭菌及其构建方法与应用。所述manY/levF基因的序列为SEQ ID NO.1。所述过表达重组梭菌的构建方法，包括以下步骤：(1)manY/levF基因过表达重组质粒构建；(2)过表达重组质粒的扩增(3)过表达重组质粒的甲基化；(4)manY/levF基因过表达重组菌株构建；(5)过表达重组菌株丁醇发酵性能检测。本发明还包括过表达重组梭菌在生产丁醇中的发酵应用。本发明将manY/levF基因在C.acetobutylicum ATCC 824中过表达能显著提高在ABE发酵中葡萄糖、果糖以及菊芋水解液的利用率及丁醇的产量。

技术领域

本发明属于生物工程技术领域，涉及manY/levF基因片段在生产丁醇中的应用，具体为高产丁醇的过表达重组梭菌及其构建方法与应用。

背景技术

煤炭、石油等属于化石燃料，是不可再生资源，不仅储量十分有限，而且燃烧还对环境造成严重污染。新型绿色环保、可持续发展的生物能源，已经成为全球各国共同的需求。利用生物质资源进行生物燃料的生产则是一种解决能源危机的方法，生物质资源具有年产量大，可再生，绿色环保等优点，应用也越来越广泛。

生物液体燃料如生物柴油、生物乙醇及生物丁醇等，可实现对传统石油燃料的部分替代，具有低能耗、低排放和低污染等良好的环境生态影响，有效优化能源结构并解决能源危机，因而生物转化工艺更符合人类及社会经济可持续发展的根本需求。生物丁醇相对于其他生物燃料具有更多的优势，生物丁醇表现出与汽油相当的高能量密度与热值，良好的与汽油任意比混溶性而无需改装现有动力发动机等设备，弱于乙醇的亲水性、挥发性、吸湿性与腐蚀性而使得丁醇在管道运输和储存过程中安全性更高，可完全依托现有的石油运输通道，更有利于丁醇的市场推广与燃料应用。生物丁醇制造工艺发展成长至今，存在诸多技术问题，总体来说，主要围绕着廉价原料与产丁醇微生物选择匹配、生产成本过高、菌体代谢利用碳源能力不足、丁醇产量、产率及转化率过低、丁醇等胁迫耐受性较弱等限制因素。

对于实际物料发酵，存在诸多问题，如原料利用率低，发酵周期长，丁醇产量及产率低。利用纯糖作为底物不适合工业大规模发酵生产，所以迫切需要寻找廉价的物料生产丁醇。菊芋是果糖基物料，是一种非常廉价的非粮物料。为有效解决原料成本问题，探索基于可再生物料的丁醇发酵工艺已经成为全球范围内的研究热点之一。菊芋等实际物料在发酵生产丁醇方面的应用因糖利用率低而受到制约。为了解决这个问题，我们通过过表达manY/levF基因，来研究其对丁醇发酵中糖类的摄取利用及发酵性能的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有生物丁醇发酵技术的不足，首先公开manY/levF基因片段在生产丁醇中的应用，所述manY/levF基因片段(locus_tag＝CA_P0067)，其具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。所述manY/levF基因编码的蛋白质manY/levF mannose/fructose-specific phosphotransferase system component IIC的氨基酸序列为SEQ ID NO.2。其中，该manY/levF mannose/fructose-specificphosphotransferase system component IIC蛋白质全长268个氨基酸。

本发明还涉及上述manY/levF基因片段相关的生物材料，具体为下述一种：

(1)含有上文所述的manY/levF基因的表达盒；

(2)含有上文所述的manY/levF基因的重组载体或含有(1)所述表达盒的重组载体；

(3)含有(2)所述重组载体的重组菌株。