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专利号: 2019110381943
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 生物化学;啤酒;烈性酒;果汁酒;醋;微生物学;酶学;突变或遗传工程
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种利用大肠杆菌工程菌制备α,β不饱和脂肪酸的方法,其特征在于,步骤如下:发酵培养大肠杆菌工程菌,诱导表达后收集菌体,超声破碎菌体细胞,向破碎菌液中加入癸酸,35~40℃条件下利用无细胞体系生产反式‑2‑癸烯酸;

所述大肠杆菌工程菌的构建方法,步骤如下:(1)构建重组质粒petDuet‑FadE、重组质粒pet28a‑sumo‑YdiI;

所述酯酰辅酶脱氢酶FadE基因核苷酸序列如SEQ ID NO.19所示;酯酰CoA硫酯酶基因Y diI的核苷酸序列如SEQ ID NO.20所示;

(2)利用步骤(1)制得的重组质粒petDuet‑FadE,构建petDuet‑FadE‑FadD质粒;

脂酰CoA合成酶基因FadD的核苷酸序列如SEQ ID NO.21所示;

(3)利用RED重组法敲除FadR和FadB基因,构建基因缺失菌株∆FadRB;

(4)取步骤(1)、(2)制得的重组质粒pet28a‑sumo‑YdiI和petDuet‑FadE‑FadD质粒共转化到基因缺失菌株∆FadRB,制得重组菌YED‑∆FadRB。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,构建重组质粒petDuet‑FadE,包括如下步骤:

以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增酯酰辅酶脱氢酶FadE基因,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示,然后将petDuet质粒用HindIII进行酶切、纯化,再与酯酰辅酶脱氢酶FadE的基因进行无缝克隆,制得重组质粒petDuet‑FadE;

PCR扩增体系如下,总体系50μL:

100μM上游引物2.0μL,100μM下游引物2.0μL,模板2.0μL,5U/μL phanta酶25μL,ddH2O 

19μL;

PCR扩增条件如下:

95℃预变性3min;95℃变性15s,55℃退火15s,72℃延伸1min15s,循环30次;72℃延伸

5min。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,构建重组质粒pet28a‑sumo‑YdiI,包括如下步骤:

以大肠杆菌DH5a基因组为模板,扩增酯酰CoA硫酯酶基因Y diI, 上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示,然后将pet28a‑sumo质粒和酯酰CoA硫酯酶基因Y diI分别用BamH I和Xho I分别进行双酶切,经连接酶连接,制得重组质粒pet28a‑sumo‑YdiI;

PCR扩增体系如下,总体系50μL:

100μM上游引物2.0μL,100μM下游引物2.0μL,模板2.0μL,5U/μL phanta酶25μL,ddH2O 

19μL;

PCR扩增条件如下:

95℃预变性3min;95℃变性15s,55℃退火15s,72℃延伸1min15s,循环30次;72℃延伸

5min。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述连接酶连接条件为22℃连接10min。

5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,构建petDuet‑FadE‑FadD质粒的具体步骤如下:

以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增脂酰CoA合成酶基因FadD,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.6所示,将步骤(1)制得的重组质粒petDuet‑FadE,用Xho1进行酶切、纯化,再与脂酰CoA合成酶基因FadD进行无缝克隆,制得重组质粒petDuet‑FadE‑FadD;

PCR扩增体系如下,总体系50μL:

100μM上游引物2.0μL,100μM下游引物2.0μL,模板2.0μL,5U/μL phanta酶25μL,ddH2O 

19μL;

PCR扩增条件如下:

95℃预变性3min;95℃变性15s,55℃退火15s,72℃延伸1min15s,循环30次;72℃延伸

5min。

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,构建基因缺失菌株∆FadRB采用RED同源重组法,包括构建FadR敲除框、构建FadB敲除框和分别将FadR敲除框与FadB敲除框转化入pkd46‑BL21。

7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述构建FadR敲除框的具体步骤如下:以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增操纵子基因的上游同源臂FadR1,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.8所示;以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增烯酰辅酶A水合酶基因的下游同源臂FadR2,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.9所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.10所示;以pkd3质粒为模板,扩增FRT‑RKan‑FRT基因片段,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.11所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.12所示;然后将FadR1与FRT‑RKan‑FRT基因片段进行重叠PCR,回收扩增产物,然后与FadR2再进行一次重叠PCR;最终纯化胶回收获得FadR敲除框;

PCR扩增体系如下,总体系50μL:

100μM上游引物2.0μL,100μM下游引物2.0μL,模板2.0μL,5U/μL phanta酶25μL,ddH2O 

19μL;

PCR扩增条件如下:

95℃预变性3min;95℃变性15s,55℃退火15s,72℃延伸1min15s,循环30次;72℃延伸

5min。

8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述构建FadB敲除框的具体步骤如下:以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增烯酰辅酶A水合酶基因的上游同源臂FadB1, 上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.13所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.14所示;以大肠杆菌BL21基因组为模板,扩增烯酰辅酶A水合酶基因的下游同源臂FadB2, 上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.15所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示;以pkd3质粒为模板,扩增FRT‑BKan‑FRT基因片段,上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示,下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示;然后将FadB1与FRT‑BKan‑FRT基因片段进行重叠PCR, 重叠完成后胶回收再与FadB2再一次进行重叠PCR;最终纯化胶回收获得FadB敲除框;

上述PCR扩增体系如下,总体系50μL:

100μM上游引物2.0μL,100μM下游引物2.0μL,模板2.0μL,5U/μL phanta酶25μL,ddH2O 

19μL;

上述PCR扩增条件如下:

95℃预变性3min;95℃变性15s,55℃退火15s,72℃延伸1min15s,循环30次;72℃延伸

5min。

9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分别将FadR敲除框与FadB敲除框转化入pkd46‑BL21的具体步骤如下:a、将质粒pkd46转化进BL21感受态中,获得的pkd46‑BL21重组菌,再用CaCl2处理制备pkd46‑BL21感受态;

b、将FadR敲除框Rk转化进pkd46‑BL21感受态中,验证pkd46‑Rk‑BL21重组菌确认敲除框转入后,42℃消除pkd46,筛选后得到Rk‑BL21重组菌;

c、将Rk‑BL21重组菌制备感受态转化pcp20质粒,42℃消除Rk抗性以及pcp20质粒,获得∆FadR重组菌,制为∆FadR感受态备用;

d、将质粒pkd46转化进∆FadR感受态中,获得pkd46‑∆FadR重组菌,再用CaCl2处理制备pkd46‑∆FadR感受态;

e、将FadB敲除框Bk转化进pkd46‑∆FadR感受态中,验证pkd46‑Bk‑BL21重组菌确认敲除框转入后,42℃消除pkd46,筛选后得到Bk‑∆FadR重组菌;

f、将Bk‑∆FadR重组菌制备感受态转化pcp20质粒,42℃消除Bk抗性以及pcp20质粒,获得∆FadRB重组菌。

10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,构建重组菌YED‑∆FadRB的具体步骤如下:

取步骤(3)中的∆FadRB的菌株用CaCl2处理制备感受态,取步骤(1)、(2)制得的重组质粒pet28a‑sumo‑YdiI和petDuet‑FadE‑FadD质粒共转化到基因缺失∆FadRB感受态中,制得YED‑∆FadRB重组菌株。

11.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述诱导表达为:将活化的重组大肠杆菌接入100mL含有相应抗生素的液体培养基中,35~40℃振荡培养至菌液OD600为0.8~1.2时,加入终浓度为0.5~0.8mM的IPTG、0.5~0.8%的油酸、0.2~

0.5%的吐温80,降温至18~22℃过夜培养。

12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述诱导表达为:将活化的重组大肠杆菌接入100mL含有卡那霉素和氨苄霉素的液体培养基中,37℃振荡培养至菌液OD600为1.0时,加入终浓度为0.64mM的 IPTG、0.6%的油酸、0.3%的吐温80,降温至18℃过夜培养。

13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述癸酸的反应浓度为4g/L。

14.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述癸酸溶解于二甲基亚砜。