CN104450807A - 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法 - Google Patents

一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104450807A
CN104450807A CN201410755887.5A CN201410755887A CN104450807A CN 104450807 A CN104450807 A CN 104450807A CN 201410755887 A CN201410755887 A CN 201410755887A CN 104450807 A CN104450807 A CN 104450807A
Authority
CN
China
Prior art keywords
poly
hydroxy
propionic acid
hydracrylic acid
nutrient medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410755887.5A
Other languages
English (en)
Inventor
李申
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IGNITION TECHNOLOGY (TIANJIN) Co Ltd
Original Assignee
IGNITION TECHNOLOGY (TIANJIN) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IGNITION TECHNOLOGY (TIANJIN) Co Ltd filed Critical IGNITION TECHNOLOGY (TIANJIN) Co Ltd
Priority to CN201410755887.5A priority Critical patent/CN104450807A/zh
Publication of CN104450807A publication Critical patent/CN104450807A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/62—Carboxylic acid esters
    • C12P7/625—Polyesters of hydroxy carboxylic acids

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，包括(1)将工程大肠杆菌按1∶100的比例接种到含有20g/L甘油的M9液体培养基，加入诱导剂IPTG；(2)在摇瓶中添加IPTG；(3)用氯仿萃取细胞中的聚3-羟基丙酸，在氯仿溶液中加入10倍体积的冰乙醇沉淀聚3-羟基丙酸，沉淀用乙醇清洗后干燥称重。通过本发明制得的聚3-羟基丙酸具有成本低、操作简单、条件温和、绿色环保等优点；其合成工艺简单，成本低廉，具有广阔的应用前景。

Description

一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法
技术领域
本发明涉及生物新材料技术领域，特别是涉及一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法。
背景技术
3-羟基丙酸(3-hydroxypropionic acid，缩写为3-HP)分子式C3H603，一种糖浆状物质，易溶于水、乙醇、乙醚，一般用于有机合成。从化学结构上看，3-HP与乳酸互为同分异构体，该分子带有两个官能团羟基和羧基，是很多光学活性物质的前体。能够作为生物源聚合物的单体，而受到各国科学家的关注。工业上，3-HP是近年来兴起的一种重要的化学中间体，如3-HP可作为合成生物可降解热塑性聚酯(PHA)的原料，合成聚3-羟基丙酸的单体及杀虫剂。还可用于生产涂料、胶黏剂、水处理化学品和个人护理用品。另外，与醇酯化作用生成酯，氧化生成丙二酸，脱水生成丙烯酸，还可通过还原作用生成1，3-丙二醇等。其中1，3-丙二醇可用作溶剂、抗冻剂或保护剂以及新型聚酯-聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)的单体。该聚酯具有优良的特性，如抗紫外，抗内应力、低水吸附、低静电及生物可降解，可循环利用。基于3-HP的这些优良特性，其在商业上具有重大的开发价值。2004年8月的美国能源部报告将3-HP列为当前世界上12种最具开发潜力的化工产品之一。
目前，国际上具有工业应用前景的3-HP的合成方法主要有化学合成法和微生物发酵法。化学合成法生产3-HP主要有丙烯酸水合法，3-羟基丙醛氧化法，3-羟基丙腈水解法及雷福尔马斯基(Reformatsky)反应。
微生物发酵法的代表是美国卡吉尔(Cargill)公司和Code公司共同合作研究了“以谷物类碳水化合物”生产3-HP的发酵新工艺，于2002年申请了专利。专利中论述了生产3-HP的两种方法：一种是构建基因工程菌，发酵后在胞内或胞外得到3-HP；另一种是直接利用酶在无细胞体系中生产3-HP。
微生物发酵法虽绿色环保，但设备及生产过程复杂且国内发酵生产工艺不成熟，发酵时间较长，由于菌种的原因，生产出的产物提纯过程繁琐，产率也低，所得水溶液中3-HP的含量较低。此外生物法制备得到3-HP价格昂贵且来源不足，满足不了市场的需求，只有少量合成供实验室使用，应用前景有限。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种产率更高的应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，包括下述步骤：
(1)将工程大肠杆菌按1∶100的比例接种到含有20g/L甘油的M9液体培养基，并置于250ml摇瓶中，氨苄青霉素的浓度为50μg·mL-1，37℃，225rpm条件下振荡培养，当OD600nm为0.6时，在菌液中加入诱导剂IPTG至终浓度0.2mmol·L-1；
(2)然后每隔12h，在摇瓶中添加IPTG(0.2mM)、biotin(40mgL-1)和NaHCO3(20mM)，诱导后60h终止发酵；
(3)离心收集菌体，用去离子水洗涤两次，真空干燥，用氯仿萃取细胞中的聚3-羟基丙酸。在氯仿溶液中加入10倍体积的冰乙醇沉淀聚3-羟基丙酸，沉淀用乙醇清洗后干燥称重。
所述液体培养基每1L中含有20g的Glucose、6g的Na2HPO4、3g的KH2PO4、2g的(NH4)2SO4、0.5g的yeastextract、0.2g的MgSO4·7H2O和30mM的磷酸钾缓冲液(pH7.0)。
所述液体培养基需要置于121℃高压蒸汽灭菌15min。
本发明的有益效果是：通过本发明提供的生物合成方法能制得聚3-羟基丙酸具有成本低、操作简单、条件温和、绿色环保等优点；其合成工艺简单，成本低廉，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，包括下述步骤：
(1)将活化后的工程大肠杆菌按1∶100的比例接种到含有20g/L甘油的M9液体培养基，并置于250ml摇瓶中，氨苄青霉素的浓度为50μg·mL-1，37℃，225rpm条件下振荡培养，当OD600nm为0.6时，在菌液中加入诱导剂IPTG至终浓度0.2mmol·L-1；
(2)然后每隔12h，在摇瓶中添加IPTG(0.2mM)、biotin(40mgL-1)和NaHCO3(20mM)，诱导后60h终止发酵；
(3)离心收集菌体，用去离子水洗涤两次，真空干燥，用氯仿萃取，在氯仿溶液中加入10倍体积的冰乙醇沉淀聚3-羟基丙酸，得到的沉淀用乙醇清洗后干燥，即得聚3-羟基丙酸。
经过测量，聚3-羟基丙酸产量为10.1g/L。
所述液体培养基每1L中含有20g的Glucose、6g的Na2HPO4、3g的KH2PO4、2g的(NH4)2SO4、0.5g的yeastextract、0.2g的MgSO4·7H2O和30mM的磷酸钾缓冲液(pH7.0)。
所述液体培养基需要置于121℃高压蒸汽灭菌15min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，包括下述步骤：
(1)将工程大肠杆菌按1∶100的比例接种到含有20g/L甘油的M9液体培养基，并置于250ml摇瓶中，氨苄青霉素的浓度为50μg·mL-1，37℃，225rpm条件下振荡培养，当OD600nm为0.6时，在菌液中加入诱导剂IPTG至终浓度0.2mmol·L-1；
(2)然后每隔12h，在摇瓶中添加IPTG(0.2mM)、biot in(40mgL-1)和NaHCO3(20mM)，诱导后60h终止发酵；
(3)离心收集菌体，用去离子水洗涤两次，真空干燥，用氯仿萃取；在氯仿溶液中加入10倍体积的冰乙醇沉淀聚3-羟基丙酸，得到的沉淀用乙醇清洗后干燥，即得聚3-羟基丙酸。
2.根据权利要求1所述的一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，其特征在于所述液体培养基每1L中含有20g的Glucose、6g的Na2HPO4、3g的KH2PO4、2g的(NH4)2SO4、0.5g的yeastextract、0.2g的MgSO4·7H2O和30mM的磷酸钾缓冲液(pH7.0)。
3.根据权利要求2所述的一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法，其特征在于所述液体培养基需要置于121℃高压蒸汽灭菌15min。
CN201410755887.5A 2014-12-10 2014-12-10 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法 Pending CN104450807A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410755887.5A CN104450807A (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410755887.5A CN104450807A (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104450807A true CN104450807A (zh) 2015-03-25

Family

ID=52897554

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410755887.5A Pending CN104450807A (zh) 2014-12-10 2014-12-10 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104450807A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704950A (zh) * 2019-01-16 2019-05-03 徐州工程学院 一种3-羟基丙酸的分离提纯方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690774A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 三星电子株式会社 重组微生物、重组载体及制备3-羟基丙酸的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102690774A (zh) * 2011-03-24 2012-09-26 三星电子株式会社 重组微生物、重组载体及制备3-羟基丙酸的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨鹏等: "以甘油为底物利用重组大肠杆菌生产聚3-羟基丙酸", 《微生物学通报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704950A (zh) * 2019-01-16 2019-05-03 徐州工程学院 一种3-羟基丙酸的分离提纯方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Potvin et al. Effect of NaCl on the conversion of cellulose to glucose and levulinic acid via solid supported acid catalysis
Arumugam et al. Biohydrogen and polyhydroxyalkanoate co-production by Enterobacter aerogenes and Rhodobacter sphaeroides from Calophyllum inophyllum oil cake
WO2005049869A1 (ja) 有機化合物の加水分解方法
CN101787085B (zh) 一种从双孢蘑菇中分离双孢蘑菇多糖的方法及其测定方法
CN103435250B (zh) 一种投加微生物絮凝剂改善活性污泥脱水性能的方法
Mohammadi et al. Determination of glucosamine in fungal cell walls by high-performance liquid chromatography (HPLC)
Zhang et al. Establishment of successive co-fermentation by Bacillus subtilis and Acetobacter pasteurianus for extracting chitin from shrimp shells
Chng et al. Evaluation on microalgae biomass for bioethanol production
Xu et al. Improved production of adipic acid from a high loading of corn stover via an efficient and mild combination pretreatment
CN102220248A (zh) 一种产生聚苹果酸的菌株及利用其发酵生产聚苹果酸的方法
Lee et al. Re-utilization of waste glycerol for continuous production of bioethanol by immobilized Enterobacter aerogenes
Chen et al. Prospects for bioethanol production from macroalgae
CN108070604A (zh) 一种重组大肠杆菌全细胞转化生产氨基葡萄糖的方法
CN104804183A (zh) 一种从发酵液中分离纯化γ-聚谷氨酸的方法
Ahuja et al. Crystalline xylitol production from corncob biomass with oral toxicity analysis
CN103627740A (zh) 一种微生物细胞转化法生产2-酮基-d-葡萄糖酸的方法
CN104450807A (zh) 一种应用大肠杆菌高效合成聚3-羟基丙酸的方法
CN105713927A (zh) 利用包埋菌种发酵制取氢气的方法
CN105713925A (zh) 一种利用纤维素作为原料制取氢气的方法
Din et al. Microbial D-lactic acid production, In Situ separation and recovery from mature and young coconut husk hydrolysate fermentation broth
CN102617752A (zh) 一种低分子果胶的生产工艺
Ylitervo Production of ethanol and biomass from orange peel waste by Mucor indicus
CN105713948A (zh) 利用混合菌种对淀粉质原料进行发酵制取氢气的方法
CN104531786A (zh) 一种应用乙酰辅酶a合成聚3-羟基丙酸的方法
CN105037446A (zh) 一种1,6-二-d或1-18o稳定性同位素标记葡萄糖的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150325

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication