[发明专利]微生物及其用途

说明书

本发明提出了一种微生物。该微生物过表达idi、JI‑018‑A、dxs、dxr、ispD、ispE、ispF、ispG以及ispH基因。利用根据本发明实施例的微生物发酵生产法尼烯，相对于现有技术，法尼烯的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体地，本发明涉及微生物及其用途，更具体地，本发明涉及微生物、制备法尼烯的方法以及制备微生物的方法。

背景技术

法尼烯最早从苹果树中分离得到，在植物防御方面起重要作用。由于其是一种重要的化工原料，在新兴航空燃料、橡胶、天然维生素E等领域具有广阔的市场价值，近年来受到广泛关注。

法尼烯在植物中的含量非常低，无法以提取天然产物的方式应用于市场。化学合成法虽然具有原料易得价廉、反应条件温和、反应速率快、产物易与反应体系分离等优点，但由于合成过程中β-法尼烯双键的立体构型难以控制及不同程度的化学试剂残留，其产品的质量、安全性及使用范围都受到了限制。微生物发酵法主要是利用微生物的生物代谢，将葡萄糖等廉价原料转化为法尼烯，这种方法不受季节、地域、气候等因素的影响，原料易获取、生产周期短、工艺操作简单、成本低廉、产物质量可控、产物易纯化、安全性高，并且环境污染较少，因而以微生物生产法尼烯是一种可行的方式。目前合成法尼烯的途径主要有MEP途径和MVA途径，参考图1。在此基础上，可以通过表达法尼烯合酶以生成法尼烯，参考图2。

然而，如何提高微生物生产β-法尼烯的产量，还需进一步研究。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：

微生物发酵的最大问题就是如何提升产量，目前的报道都是随机地对微生物进行改造以提升微生物发酵合成法尼烯的产量。然而如何定向改造，才能够快速有效地提高微生物发酵生产法尼烯的产量，目前并没有相关的详细研究。基于上述问题，本申请发明人通过优化法尼烯MEP合成途径中各步骤的酶的含量比，构建了相应的微生物。利用该微生物发酵生产法尼烯，相对于现有技术，法尼烯的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。

为此，在本发明的第一方面，本发明提出了一种微生物。根据本发明的实施例，所述微生物过表达idi、JI-018-A、dxs、dxr、ispD、ispE、ispF、ispG以及ispH基因。利用根据本发明实施例的微生物，相对于现有技术，法尼烯的产量显著提高，生产周期短，生产效率高。

根据本发明的实施例，上述微生物还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，所述dxs、dxr、ispD、ispE、ispF、ispG、ispH、idi以及J1-018-A基因的表达量的比为2：1：2：2：2：1：2：5：5。发明人发现，所述微生物的上述基因的表达量的比在该比例时，法尼烯的产量进一步提高。

根据本发明的实施例，所述微生物为大肠杆菌、酵母菌或链霉菌。大肠杆菌生产周期短，酵母菌发酵方法成熟，同时发明人克服了导入链霉菌时存在的遗传操作困难、获得阳性接合子效率低等技术难点，利用本发明实施例的微生物生产法尼烯的产量和效率进一步提高。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种制备法尼烯的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：在合适微生物发酵的条件下，将上述微生物进行发酵处理，以便获得法尼烯。利用根据本发明实施例的方法，能够高产量、高效率地获得法尼烯，且法尼烯的纯度高。

根据本发明的实施例，上述方法还可进一步包括如下附加技术特征至少之一：

根据本发明的实施例，进一步包括向发酵体系中加入三磷酸甘油醛和丙酮酸。其中，三磷酸甘油醛和丙酮酸作为MEP发酵途径的底物，在发酵过程不必须首先加入或补充。向发酵体系中补充三磷酸甘油醛和丙酮酸，法尼烯的产量进一步提高。