一种联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌EC01S7、构建方法和应用

技术特征：
1.一种联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7，其特征在于，所述基因工程菌为ec01 s7，ec01 s7是在大肠杆菌e.coli w3110(de3)中先表达甘油脱水酶及其再激活因子dhab123-gdrab，然后协同表达丙醛脱氢酶gabd4、1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶yqhd和膜结合型吡啶核苷酸转氢酶pntab，最后敲除e.coli w3110(de3)基因组中可溶型吡啶核苷酸转氢酶stha基因而得到。2.根据权利要求1所述的联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7，其特征在于，所述dhab123-gdrab的核苷酸序列如seq id no:1所示，氨基酸序列如seq id no:2所示。3.根据权利要求1所述的联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7，其特征在于，所述gabd4的核苷酸序列如seq id no:5所示，氨基酸序列如seq id no:6所示；所述yqhd的核苷酸序列如seq id no:7所示，氨基酸序列如seq id no:8所示；所述pntab的核苷酸序列如seq id no:11所示，氨基酸序列如seq id no:12所示。4.根据权利要求1所述的联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7，其特征在于，所述stha的核苷酸序列如seq id no:13所示，氨基酸序列如seq id no:14所示。5.权利要求1所述的高效联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7的构建方法，其特征在于，包括：(1)表达甘油脱水酶及其再激活因子的重组质粒构建：pcr扩增甘油脱水酶-甘油脱水酶再激活因子大亚基dhab123-gdra基因片段和甘油脱水酶再激活因子小亚基gdrb基因，使用融合pcr技术融合上述两个基因，形成完整的甘油脱水酶及其再激活因子dhab123-gdrab基因片段，然后克隆至pacycduet-1质粒，获得表达dhab123-gdrab的重组质粒；(2)协同表达gabd4、yqhd和pntab的重组质粒的构建：pcr扩增来源于钩虫贪铜菌的gabd4基因，然后克隆至petduet-1质粒中，获得表达gabd4的重组质粒；pcr扩增来源于大肠杆菌的1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶yqhd基因，然后克隆至petduet-1质粒中，获得表达yqhd的重组质粒；pcr扩增表达yqhd的重组质粒上的yqhd基因，将其克隆至表达gabd4的重组质粒中，获得协同表达gabd4和yqhd的重组质粒；pcr扩增大肠杆菌中膜结合型吡啶核苷酸转氢酶pntab基因，并将其克隆至协同表达gabd4和yqhd的重组质粒中，得到协同表达gabd4、yqhd和pntab的重组质粒；(3)联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7的构建：使用cripsr-cas9基因编辑工具，敲除e.coliw3110(de3)基因组中的可溶型吡啶核苷酸转氢酶stha基因，获得stha基因敲除工程菌；将步骤(2)中协同表达gabd4、yqhd和pntab的重组质粒和步骤(1)中表达dhab123-gdrab的重组质粒转入stha基因敲除工程菌中，得到所述高效联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌，记为ec01 s7；其中，步骤(1)和(2)不分先后顺序。6.根据权利要求5所述的联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7的构建方法，其特征在于，步骤(1)～(3)中，pcr反应参数均为：预变性98℃2min；变性98℃15s；退
火55℃10s；延伸72℃2min；终延伸72℃5min，33个循环。7.根据权利要求5所述的联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌ec01 s7的构建方法，其特征在于，步骤(2)中，协同表达gabd4和yqhd的重组质粒可使用utr工程技术设计表达量增强的人工utr序列，使用反向pcr得到gabd4和yqhd表达量增强的重组质粒。8.权利要求1所述的基因工程菌ec01 s7在联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇中的应用。9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用为发酵甘油联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇。

技术总结
本发明提供了一种联产3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的基因工程菌EC01S7、构建方法和应用，属于生物工程技术领域；本发明中，利用基因工程和合成生物学技术，筛选和协同表达高活性醛脱氢酶和1,3-丙二醇氧化还原酶同工酶来分摊代谢3-羟基丙醛的负担，然后通过优化GabD4和YqhD的表达提高了3-羟基丙酸和1,3-丙二醇的产量，最后通过辅酶工程调控吡啶核苷酸转氢酶来提高辅酶NAD


技术研发人员：齐向辉 张宇飞 员君华 窦媛 赵梅 翟彼得
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/7/29