重组大肠杆菌合成聚(3-巯基丙酸)和聚(3-羟基丁酸-3-巯基丙酸)的研究(英文)

Biosynthesis of Poly(3-mercaptopropionate) and Poly (3-mercaptopropionate-co-3-hydroxybutyrate) with Recombinant Escherichia coli

利用Clostridiumacetobutylicum的丁酸激酶基因 (buk)和磷酸转丁酰基酶基因 (ptb) ,以及Thiocapsapfennigii的PHA合成酶基因 ,设计了一条能够合成多种聚羟基烷酸的代谢途径 ,用构建的质粒转化大肠杆菌 ,获得了重组大肠杆菌菌株。前期的研究表明 ,在合适的前体物条件下 ,该重组大肠杆菌能够合成包括聚羟基丁酸、聚 (羟基丁酸 戊酸 )等多种生物聚酯 [LiuandSteinb櫣ｃｈｅｌ,Appl.Environ .Microbiol.6 6 :739 743]。利用该重组大肠杆菌 ,通过生物催化作用合成了 3 巯基丙酸的同型共聚酯 ,同时利用该重组大肠杆菌还获得了含 3 巯基丙酸单体的多种异型共聚物。实验首先研究了 3 巯基丙酸对大肠杆菌生长的影响 ,在此基础上优化了培养过程中添加 3 巯基丙酸的时机和浓度 ,结果表明 ,在实验的条件下 ,细胞合成聚 (3 巯基丙酸 )可达 6 7% (占细胞干重 ) ,合成聚 (3 羟基丁酸— 3 巯基丙酸 ) (分子中 3 巯基丙酸 :3 羟基丁酸 =3:1)可达 2 4 3%。实验进一步研究了同时或分别表达以上 3个基因的重组大肠杆菌合成聚合物的能力 ,结果表明只有当 3个基因同时表达时才能合成聚合物 ,说明 3个基因对合成过程是必须的 ,从而表明了合成途径是按照设计的路线进行的。还通过GC MS、GPC、IR等手段对合成的化合物进行了定性?

Polythioesters newly emerged as a type of novel polymer and they have showed great potential for application in industries. In this study, genes of butyrate kinase (buk) and phosphotransbutyrylase (ptb) from Clostridium acetobutylicum, and poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) synthase gene from Thiocapsa pfennigii were used for construction of a metabolic pathway to synthesize the polythioesters. When 3-mercaptopropionate and 3-hydroxybutyrate were fed, poly(3-mercaptopropoinate) [poly(3MP)] and poly(3-mercaptopropionate-co-3-hydroxybutyrate) [poly(3MP-co-3HB)] were synthesized by recombinant Escherichia coli JM109 (pBPP1) harboring the constructed metabolic pathway. Results indicated clearly that all these genes are necessary for the synthesis of poly(3MP) and poly(3MP-co-3HB).