2-羥基異丁酸的微生物法合成研究.pdf

1、2-羥基異丁酸(2-Hydroxyisobutyric acid，簡寫2-HIBA)是一種有多用途的重要的化工產(chǎn)品，它可參與多種有機(jī)合成反應(yīng)生成一系列化合物，以它為平臺可以衍生出許多重要的其它化工產(chǎn)品，在許多領(lǐng)域有潛在的應(yīng)用前景。由于其結(jié)構(gòu)特殊，目前為發(fā)現(xiàn)其天然的微生物法合成途徑?；瘜W(xué)方法生產(chǎn)具有成本高、生成條件苛刻、污染大等缺點(diǎn)，隨著合成生物學(xué)、分子生物學(xué)和代謝工程學(xué)等迅速發(fā)展，利用生物轉(zhuǎn)化的方法生產(chǎn)2-羥基異丁酸成為可能。
　

2、　本論文就微生物法生產(chǎn)2-羥基異丁酸進(jìn)行了初步的探索研究。以重組大腸桿菌為宿主，構(gòu)建了bktB、hbd、icmA、icmB和tesB等5個基因的表達(dá)載體pEnBHTI，以葡萄糖降解產(chǎn)生的乙酰CoA為前體，經(jīng)過4步代謝途徑，以期能夠合成2-羥基異丁酸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，含有pEnBHTI的大腸桿菌能夠以葡萄糖為碳源獲得3-羥基丁酸，未檢測到明顯的2-羥基異丁酸積累，提示bktB、hbd和tesB成功表達(dá)，但是icmAB表達(dá)量可能較低，或是te

3、sB對2-羥基異丁酰輔酶A的催化活性較低，導(dǎo)致以重組大腸桿菌為宿主未能獲得產(chǎn)物。
　　在此基礎(chǔ)上，以嗜水氣單胞菌為宿主，利用其脂肪酸氧化過程中產(chǎn)生的羥基丁酰輔酶A為前體，通過構(gòu)建icmA和icmB的表達(dá)載體pMCSV12，在嗜水氣單胞菌單胞菌中構(gòu)建2-羥基異丁酸的生物合成途徑。對重組菌株進(jìn)行搖瓶培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)其能夠合成微量的2-羥基異丁酸;進(jìn)而采用不同的脂肪酸碳源、兩步法發(fā)酵等對培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化，最終獲得了46 mg/L的產(chǎn)量。本論文