[发明专利]一种微生物胞内大颗粒内含物的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种微生物胞内大颗粒内含物的制备方法及其应用。本发明提供了一种提高微生物胞内内含物颗粒大小的方法，是单独抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达，或者抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达同时过表达微生物中分裂环抑制蛋白的编码基因。按照本发明所述方法可以在微生物胞内得到大颗粒(2‑15μm)内含物，所得大颗粒内含物有效降低固液分离所需的最小离心转速，有益于解决微生物内含物提取难度大、耗能高的问题。

技术领域

本发明涉及一种微生物胞内大颗粒内含物的制备方法及其应用。

背景技术

全球的塑料产量一直以来都在增加，近年来产量达到了每年3.3亿吨，中国占1.3亿吨。如此多的塑料累积在环境中带来了白色污染问题，不仅影响了陆地环境，更严重影响了海洋环境。为了解决白色污染问题，生物可降解塑料替代石油基不可降解塑料被认为是减轻塑料对环境负担的出路之一。

聚羟基脂肪酸酯PHA是一类生物聚酯的统称，是唯一完全由微生物合成的生物基材料。根据组成聚酯的单体的结构不同，PHA可以表现出多种力学、拉伸、弹性等材料性能，因此可应用于不同的场景。在众多种类的PHA之中，目前仅有聚3-羟基丁酸酯(PHB)，聚-3-羟基丁酸-3羟基己酸酯(PHBHHx)，聚-3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯(PHBV)和聚-3-羟基丁酸-4-羟基丁酸酯(P3HB4HB)实现了商业化。

传统的PHA生产是以罗氏真养菌(Ralstonia eutropha)、基因改造的大肠杆菌(E.coli)为生产菌种发酵而成，生产存在染菌几率高、能耗高、底物转化率不高、下游处理成本高等缺点，导致成本长期居高不下，严重阻碍了PHA的大规模应用。以嗜盐菌为底盘菌开发的PHA生产技术克服了传统PHA生产中存在的多个问题，首先嗜盐菌生长在高盐高碱环境下，而这种生长条件可以抑制绝大部分微生物的生长，反应在生产上就是无灭菌开放式发酵，不仅不会染菌，而且无需灭菌，大大降低了能耗和管理成本。其次，通过合成生物学技术开发的工程菌可以低成本碳源高效合成聚3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)、聚3-羟基丁酸和4-羟基丁酸共聚酯(P3HB4HB)等多种性能优异的PHA产品，进一步加快了商业化应用速度。

PHA是微生物内含物，由于微生物胞内成分复杂，提取PHA难度相当大，在PHA发展的漫长历程中，研究者们对提取做了大量的研究。不论是有机溶剂抽提法、机械破碎法、次氯酸钠-表面活性剂法还是酶法，都包含了离心沉淀(固液分离)的步骤。满足固液分离的最低离心转速制约了提取成本的进一步降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物胞内大颗粒内含物的制备方法及其应用。

本发明首先提供了一种提高微生物胞内内含物颗粒大小的方法，为如下(a1)-(a8)中的至少一种：

(a1)抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达；

(a2)降低微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的表达量和/或活性；

(a3)抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达，同时过表达微生物中分裂环抑制蛋白的编码基因；

(a4)降低微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的表达量和/或活性，同时提高微生物中分裂环抑制蛋白的表达量和/或活性；

(a5)单独抑制微生物中分裂环蛋白的编码基因表达，或抑制微生物中分裂环蛋白的编码基因表达的同时抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达；

(a6)单独降低微生物中分裂环相关蛋白的表达量和/或活性，或降低微生物中分裂环相关蛋白的表达量和/或活性的同时抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达；

(a7)抑制微生物中细菌骨架蛋白的编码基因表达，或抑制微生物中细菌骨架蛋白的编码基因表达的同时抑制微生物中PHA颗粒表面结合蛋白的编码基因表达；