法尼烯合成酶突变体、基因、基因工程菌及其应用

本发明属于酶基因工程及酶工程领域，具体涉及法尼烯合成酶突变体、基因、基因工程菌及其应用。

背景技术：

1、倍半萜类化合物在医药、化妆品、调味品和生物能源方面具有巨大的经济价值。法尼烯是一种最早从苹果蜡质层中鉴定的倍半萜类挥发性有机化合物，具有浓郁的果香味。法尼烯作为倍半萜的一种，在药物、天然杀虫剂、食品添加剂和香料、化妆品以及燃料等应用方面有很大的价值。另外，法尼烯可以作为前体合成清洁燃料，法尼烯衍生物的能量密度远高于3号航空煤油，这将是一种极具潜力的新能源物质。传统法尼烯的来源依赖化学合成及天然产物提取，化学合成途径步骤复杂且转化率低，提取过程则易受原料限制难以大规模生产。考虑到广泛的应用和不断增长的市场需求，迫切需要稳定和大量供应法尼烯及其衍生物。合成生物学技术的发展为法尼烯提供了新型生物合成模式，产法尼烯工程菌株的构建使利用生物发酵大规模制备法尼烯成为可能。

2、法尼烯合成酶是法尼烯生物合成的关键限速酶，但天然的法尼烯合成酶存在催化效率低、底物专一性差、立体/区域选择性差、稳定性差等问题，严重影响法尼烯生物合成的产量。同时，通过现代分子生物学和生物工程技术来构建能产生法尼烯的工程菌，并利用微生物易于培养和生长周期短的优势来获得法尼烯，用合成生物学的方法来代替传统自然界提取法生产法尼烯更加有利于环境保护和可持续发展要求，是实现法尼烯工业化生产的理想选择。因此，提高法尼烯合成酶的活性对于确保法尼烯的高效合成非常重要。

3、目前，亟需一种提高法尼烯产量的、环保的法尼烯合成酶及其应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供法尼烯合成酶突变体。

2、本发明的第二个目的是提供上述法尼烯合成酶突变体的编码基因。

3、本发明的第三个目的是提供含上述编码基因的重组质粒。

4、本发明的第四个目的是提供含上述重组质粒的基因工程菌。

5、本发明的第五个目的是提供上述基因工程菌的应用。

6、本发明的技术方案概述如下：

7、法尼烯合成酶突变体，所述法尼烯合成酶突变体为seq id no.1所示氨基酸序列142位谷氨酰胺突变为组氨酸。

8、上述法尼烯合成酶突变体的编码基因。

9、含上述编码基因的重组质粒。

10、含上述重组质粒的基因工程菌。

11、上述基因工程菌发酵制备β-法尼烯的应用。

12、本发明的有益效果：本发明的法尼烯合成酶突变体(q142h)可用于制备具有较高利用价值的β-法尼烯。本发明具有经济效益高、绿色环保、工艺简单、催化效率高等优势，工业化前景广阔。

13、本发明实现了法尼烯合成酶突变体的异源表达，突破β-法尼烯异源合成的瓶颈问题，构建β-法尼烯微生物生产底盘细胞，将β-法尼烯在酿酒酵母中的产量大大提高，产量提高至50ml摇瓶发酵1.5g/l。

技术特征：

1.法尼烯合成酶突变体，其特征在于所述法尼烯合成酶突变体为seq id no.1所示氨基酸序列142位谷氨酰胺突变为组氨酸。

2.权利要求1所述法尼烯合成酶突变体的编码基因。

3.含权利要求2所述编码基因的重组质粒。

4.含权利要求3所述重组质粒的基因工程菌。

5.权利要求4的基因工程菌发酵制备β-法尼烯的应用。

技术总结
本发明公开了法尼烯合成酶突变体、基因、基因工程菌及其应用，法尼烯合成酶突变体为SEQ ID NO.1所示氨基酸序列142位谷氨酰胺突变为组氨酸。本发明的法尼烯合成酶突变体(Q142H)可用于制备具有较高利用价值的β‑法尼烯。本发明具有经济效益高、绿色环保、工艺简单、催化效率高等优势；本发明实现了法尼烯合成酶突变体的异源表达，突破β‑法尼烯异源合成的瓶颈问题，构建β‑法尼烯微生物生产底盘细胞，将β‑法尼烯在酿酒酵母中的产量大大提高，产量提高至50ml摇瓶发酵1.5g/L。

技术研发人员：乔建军,李伟国,周洪龙,王胜利,宋洪健,刘大苗
受保护的技术使用者：天津大学浙江研究院（绍兴）
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17