[发明专利]一种产烟酸的游离型重组耻垢分枝杆菌及其构建方法

说明书

本发明公开了一种产烟酸的游离型重组耻垢分枝杆菌及其构建方法。本发明要求保护一种产烟酸的重组耻垢分枝杆菌，所述重组耻垢分枝杆菌含有重组游离型质粒，其中重组游离型质粒含有nudC基因，nudC基因核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。通过本发明制备得到的工程菌可以一步直接获得烟酸，而不依赖于添加3‑氰基吡啶，不仅避免了现有烟酸化学合成过程中的各种缺点，而且生产条件简单，无污染，简便易行，易放大，成本低，适合于大规模工业化生产应用，有很大的推广应用的价值。

技术领域

本发明涉及烟酸的生产技术领域，更具体地，涉及一种产烟酸的游离型重组耻垢分枝杆菌及其构建方法。

背景技术

烟酸即3-吡啶甲酸，也称作为维生素B3，属于维生素B族，是一种水溶性维生素，属于维生素B族，是人体必需的13种维生素之一。烟酸是机体组织中重要的递氢体和抗糙皮病的因子，有维持皮肤和神经健康，促进消化的作用。若其缺乏时，可产生糙皮病，表现为皮炎、舌炎、口咽、腹泻及烦躁、失眠感觉异常等症状。与烟酰胺统称维生素PP，用于抗糙皮病，亦可用作血扩张药。作为医药中间体，用于异烟肼、烟酰胺、尼可刹及烟酸肌醇酯等的生产。现烟酸也用于粮食制品，肉品添加剂和饲料添加剂以预防糙皮病。特别是饲料中添加烟酸后可提高畜禽的抗病能力，加快生长速度，提高饲料的利用率，可大量节省饲料，降低饲养成本。美国曾喂养用添加烟酸的饲料的喂养奶牛，与对照组相比，产奶量可提高15％-20％。另外烟酸还可作为形成活性污泥的生化激素，、空气和废气的除臭剂。烟酸在染料工业、感光材料工业、染发助剂、洗涤剂等方面也有一定的应用。

目前工业上主要用化学合成法生产烟酸烟酸的生产目前工业上应用的主要为化学法，合成方法主要有液相法（高锰酸钾氧化法和硝酸氧化法）和气相法（臭氧氧化法、氨氧化法和空气氧化法），所用原料主要为3-甲基吡啶、2-甲基-5-乙基吡啶、3-氰基吡啶以及哇琳等。目前最常用的方法是以3-甲基吡啶为原料用空气氧化法合成烟酸。将3-甲基吡啶、空气和氨气按比例通入流化床反应器中，在290～360℃、V2O5催化下反应生成烟腈；再于氢氧化钠水溶液中、160℃下高压水解生成烟酸钠，最后用盐酸酸化得烟酸。在这个合成过程中需要经过烟腈这一部中间产物，烟腈通过化学反应生成水解为烟酸需要高温高压、强酸强碱的条件，对设备具有一定的要求而且也会腐蚀设备，且对环境也不友好。清华紫光公司的专利CN114288A报道了用3-甲基吡啶一步催化生成烟酸，其过程为将3-甲基吡啶与硫酸反应生成甲基吡啶硫酸盐，然后在氧化剂硝酸的作用下氧化生成烟酸硫酸盐，烟酸硫酸盐加入碱溶液中可和制得烟酸，原料收率为90％左右。此过程中需要硫酸、硝酸、碱溶液等强酸强碱物质，污染严重。

在烟酸化学合成过程中，必须具备特定的高温高压环境或者采用强酸、强碱或化学催化剂处理，反应选择性不高，副产物多，产品的收率不高，环境污染大。相对而言，生物法制备烟酸具有底物选择性高、催化效率高、反应条件温和、环境污染小等特点。此外，生物法制备易放大，成本低，适合于大规模工业化生产应用。目前有报道用微生物枯草芽孢杆菌、玫瑰色红球菌、诺卡氏菌、茄病镰刀菌以及恶臭假单胞菌发酵来生物催化3-氰基吡啶制备烟酸。但是，生物催化法制备烟酸主要是依赖于微生物发酵产腈水解酶，通过此酶来催化3-氰基吡啶转化为烟酸，仍然需要添加原料3-氰基吡啶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服上述现有烟酸制备技术的不足，提供一种能够直接生产烟酸的工程菌，该工程菌为可表达nudC基因的工程菌。该工程菌是将nudC基因ORF序列连接到入游离型质粒转化到耻垢分枝杆菌中得到，在过表达nudC基因的耻垢分枝杆菌的菌液中即可大量获得烟酸。

本发明的第一个目的是提供一种生产烟酸的重组耻垢分枝杆菌。

本发明的第二个目的是提供一种制备生产烟酸的重组耻垢分枝杆菌的方法。