利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯重组希瓦氏菌株及其构建方法与应用

本发明涉及生物合成，更具体的说是涉及一种利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯的重组希瓦氏菌株(shewanella halifaxensis)及构建方法。

背景技术：

1、聚3-羟基丁酸酯(phb)是一种微生物在营养条件受限制的条件下合成的生物塑料，具有生物可降解性和兼容性，因此在代替石油化学衍生的塑料方面具有巨大的发展潜力，在医疗领域、包装行业、纳米技术和农业等领域有广泛的的应用前景。

2、目前，phb的商业化应用主要受限于其较高的生产成本。其主要原因是需要用价格较高的糖类等物质作为底物生产phb，以及为防止染菌需要蒸汽灭菌和保持无菌需要的电力成本。而甲酸是一种廉价易得的化学品，可以通过光催化或者电化学催化二氧化碳得到甲酸，因此以甲酸为底物产phb是一种降低成本可行的方案。同时shewanellahalifaxensis属于一种海洋菌株，革兰氏阴性菌，兼性厌氧型微生物。利用海洋菌进行发酵可以减少染菌情况，降低发酵成本，同时可以利用海洋资源。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯的海洋菌希瓦氏菌株shewanella halifaxensis。

2、本发明的第二个目的是提供一种利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯希瓦氏菌株shewanellahalifaxensis的构建方法。

3、本发明的第三个目的是重组shewanella halifaxensis菌株利用甲酸生产聚3-羟基丁酸酯的用途。

4、本发明的技术方案概述如下：

5、合成聚3-羟基丁酸酯希瓦氏菌株shewanella halifaxensis构建方法，包括如下步骤：

6、(1)将含有saccharomyces cerevisiae s288c来源的基因formate-tetrahydrofolate ligase(ftl)通过ftl-phg12-pbad质粒引入shewanella halifaxensis得到可利用甲酸的重组菌株sh01；

7、(2)向重组菌株sh01中通过质粒phaabc-ftl-phg12-pbad引入含有ralstoniaeutropha h16来源的聚3-羟基丁酸酯合成基因phaa、phab1、phac1，构建能利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯shewanella halifaxensis重组菌株sh02；

8、所述ftl基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；

9、phaa基因的核苷酸序列如seq id no.2所示；

10、phab1基因的核苷酸序列如seq id no.3所示；

11、phac1基因的核苷酸序列如seq id no.4所示。

12、上述方法构建得到的合成聚3-羟基丁酸酯shewanella halifaxensis重组菌株sh02。

13、重组菌株sh02在生产聚3-羟基丁酸酯的用途。包括如下步骤：将合成聚3-羟基丁酸酯希瓦氏菌株sh02在发酵培养基中培养发酵，获得聚3-羟基丁酸酯，所述发酵培养基配方为40g/l海盐,20g/l甲酸钠，其余为水。

14、本发明的有益效果：

15、本发明构建的一种利用甲酸合成聚3-羟基丁酸酯shewanella halifaxensis菌株，能够以甲酸为碳源，海水为培养基合成聚3-羟基丁酸酯。这种微生物利用甲酸和海水发酵合成聚3-羟基丁酸酯的方法的操作简便，同时能得到产量高的聚3-羟基丁酸酯。因此，使用shewanella halifaxensis菌利用甲酸产phb是廉价易得且环保的方法。

技术特征：

1.合成聚3-羟基丁酸酯希瓦氏菌株shewanella halifaxensis构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.权利要求1的方法构建得到的合成聚3-羟基丁酸酯shewanella halifaxensis重组菌株sh02。

3.权利要求2的重组菌株在生产聚3-羟基丁酸酯的用途。

4.根据权利要求3所述用途，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求2的合成聚3-羟基丁酸酯希瓦氏菌株sh02在发酵培养基中培养发酵，获得聚3-羟基丁酸酯，所述发酵培养基配方为40g/l海盐,20g/l甲酸钠，其余为水。

技术总结
本发明公开了利用甲酸合成聚3‑羟基丁酸酯重组希瓦氏菌株及其构建方法与应用，包括如下步骤：将含有Saccharomyces cerevisiae S288C来源的基因FTL，通过FTLpHG12‑pBAD质粒引入野生型Shewanella halifaxensis得到利用甲酸的重组菌株Sh01。在Sh01通过质粒phaABC‑FtL‑pHG12‑pBAD引入含来自Ralstonia eutropha H16的聚3‑羟基丁酸酯合成基因phaA、phaB1、phaC1，构建利用甲酸合成聚3‑羟基丁酸酯(PHB)的希瓦氏菌株Sh02。这种微生物利用甲酸和海水发酵合成聚3‑羟基丁酸酯的方法的操作简便，同时能得到产量高的聚3‑羟基丁酸酯。

技术研发人员：宋浩,田瑶,窦广进,郭之旗,王叶
受保护的技术使用者：天津大学（青岛）海洋工程研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12