[发明专利]一种生物催化甘油产1，3-丙二醇的方法

说明书

本发明公开了一种生物催化甘油产1，3‑丙二醇的方法。该方法先通过甘油脱水酶将甘油转化为中间体3‑羟基丙醛，中间体在NAD类似物依赖型1，3‑丙二醇脱氢酶与可再生NAD类似物的NAD类似物依赖型氧化还原酶偶联催化下，还生产1，3‑丙二醇。该体系可用于胞外无细胞体系或在微生物体内催化生物柴油副产物甘油产1，3‑丙二醇，显著降低1，3‑丙二醇生产成本，提高产物得率。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)类似物依赖型氧化还原酶催化甘油产1，3-丙二醇的方法，具体地说，是通过甘油脱水酶将甘油转化为3-羟基丙醛，再在NAD类似物依赖型1，3-丙二醇脱氢酶与再生NAD类似物的NAD类似物依赖型氧化还原酶偶联催化下，将3-羟基丙醛转化为1，3-丙二醇。此催化体系可在体外或在微生物体内催化甘油产1，3-丙二醇。

背景技术

1，3-丙二醇(1,3-propanediol,1,3-PD)是重要的化工原料，除了用于粘合剂、防冻剂、增塑剂、洗涤剂、防腐剂等合成，还可用于食品、化妆品和制药等行业，其最广泛的应用是作为聚酯、聚醚和聚亚氨酯合成的单体，其中以其为单体的聚对苯二甲酸-1，3-丙二醇酯(PTT)具有优良的物理化学性能，进一步加工后的材料可应用于纺织、薄膜材料、包装等工业。1,3-丙二醇的生产主要有化学法和生物法。化学合成法反应条件苛刻，对设备要求高，有害气体排放，增加了环境成本，催化剂以及毒性中间体残留等问题很大程度上限制了1，3-丙二醇在食品和医药等方面的应用；而生物法以其廉价可再生的原料，更环保的工艺过程，受到更加广泛的认可，具有更广阔的发展前景。甘油作为生物柴油生产的副产物，其高值化利用成为生物柴油成本控制的关键问题之一，因此，甘油生物催化转化产1，3-丙二醇具有重要的应用意义。

目前，除Dupont和Genencor公司用葡萄糖为底物外(US 7067300，US 6514733)，德国生物技术研究中心，我国清华大学、大连理工大学、华侨大学、江南大学、北京化工大学、上海理工大学等相继开发了以甘油为底物发酵生产1，3-丙二醇的酶，方法或菌株。仅从优化微生物发酵，多产，联产的思路产1，3-丙二醇菌达到或接近理论得率，仍然存在产物浓度不高、甘油转化率低、生产强度低等问题，如何突破这一瓶颈，提高生物法1，3-丙二醇工业化生产的竞争力，具有重大的现实意义。