[发明专利]一种产烟酸的超级重组耻垢分枝杆菌及其构建方法

说明书

本发明提供了一种产烟酸的超级重组耻垢分枝杆菌的构建方法，包括步骤：1）构建质粒pMHS‑NrtR_ms；2）构建质粒pHAGE‑NrtR_ms；3）制备重组TM4噬菌体；4）构建nrtR_ms基因缺失的耻垢分枝杆菌mc²100；5）nudC基因的扩增及构建质粒pMV361‑NudC_ms；6）构建nrtR_ms基因敲除且nudC基因过表达的超级重组耻垢分枝杆菌。本发明通过构建nrtR基因敲除且nudC基因过表达制得超级重组耻垢分枝杆菌，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，不仅避免了现有在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，具体涉及一种产烟酸的超级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。

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。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

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供了一种产烟酸的超级重组耻垢分枝杆菌的构建方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种产烟酸的超级重组耻垢分枝杆菌的构建方法，包括以下步骤：

1）构建质粒pMHS-NrtR_ms：