利用门多萨假单胞菌NK-01 合成中长链聚羟基脂肪酸酯(PHAMCL)

陶 剑 等 : 利 用 门 多 萨 假 单 胞 菌 NK-01 合 成 中 长 链 聚 羟 基 脂 肪 酸 酯 (PHA MCL ) 7871 个 含 有 -CH=CH- 序 列 的 含 量 很 小 的 侧 链 。2.4.2 傅 立 叶 红 外 光 谱 分 析 :Pseudomonas mendocinaNK-01 合 成 的 PHA 的 FT-IR 图 谱 显显 示 了 非 常 典型 的 聚 酯 结 构 。 在 1740 cm −1 处 有 一 强 吸 收 带 , 是是 羰基 (C=O) 的 特 征 性 吸 收 带 。 在 2925、2856 cm −1 处 的强 吸 收 带 是是 C-H 的 特 征 性 吸 收 带 。 在 1000 cm −1 −1500 cm −1 范 围 内 有 一 中 等 强 度 的 信 号 带 , 是是 由 于CH 2 、CH 3 、-C-O- 和 -C-C- 的 存 在 。 在 1280 cm −1 −1050 cm −1 之 间 的 信 号 带 是是 对 称 和 不 对 称 的 C-O-C引 起 的 。 在 723 cm −1 处 的 信 号 与 CH 2 在 侧 链 上 的 延伸 分 布 有 关 。2.4.3 气 - 质 谱 联 用 结 果 与 分 析 :Pseudomonas men-docina NK-01 两 步 法 发 酵 所 合 成 PHA 的 单 体 组 成 情况 , 与 数 据 库 比 对 分 析 其 中 含 有 C6、C8、C10 和 C18单 体 , 另 外 还 有 不 饱 和 单 体 , 通 过 进 一 步 分 析 证 明明其 为 C16△7单 体 , 推 测 其 单 体 如 图 5 所 示 ( 此 结 构为 单 体 碳 数 由 小 至 大 的 排 列 , 单 体 间 的 详 细 结 合 情况 有 待 进 一 步 研 究 )。 同 时时 , 利 用 气 - 质 联 用 对 重 组 大肠 杆 菌 所 产 PHA MC L 单 体 也 进 行 了 分 析 , 发 现 其PHA 单 体 以 C8 为 主 而 不 存 在 不 饱 和 单 体 , 推 测 其结 构 如 图 6 所 示 。 由 于 门 多 萨 假 单 胞 菌 以 葡 萄 糖 为碳 源 来 合 成 PHA 时时 , 是是 通 过 脂 肪 酸 从 头 合 成 途 径 来提 供 PHA 合 成 的 前 体 , 所 合 成 的 PHA 中 含 有 C6,C8、C10、C16 和 C18 单 体 说 明明 了 该 菌 的 PHA 合 成酶 对 这 些 单 体 的 偏 好 性 , 其 中 对 C8 和 C10 两 种 单 体的 偏 好 性 最 高 。 重 组 大 肠 杆 菌 以 辛 酸 为 底 物 合 成PHA 时时 , 是是 通 过 脂 肪 酸 β 氧 化 通 路 为 PHA 的 合 成 提供 前 体 , 而 门 多 萨 假 单 胞 菌 是是 一 株 中 长 链 PHA 合 成菌 , 其 PHA 合 酶 只 能 利 用 C6 以 上 的 前 体 来 合 成PHA, 因 此 , 由 工 程 菌 合 成 的 PHA 中 就 只 有 C6 和CH 3CH 2CH7CH 3CH 22O CH CH 2OCmCH 3CH 24O CH CH 2OCnCH 3CH 26O CH CH 2OCCHCH 3CH 2 3 O CH 2 14 OoO CH CH 2 C p O CH CH 2 CqFig.5图 5 门 多 萨 假 单 胞 菌 NK-01 两 步 法 合 成 的 PHA MCL 的 结 构 示 意 图The structure of PHA MCL synthesized by two-step fermentation of Pseudomonas mendocina NK-01CH 3CH 22O CH CH 2OCmCH 3CH 24O CH CH 2图 6 含 质 粒 pBsphaC1 的 重 组 大 肠 杆 菌 合 成 的 PHA MCL的 结 构Fig. 6 The structure of PHA MCL synthesized by recombinedE.coli harboring pBsphaC1C8 单 体 。 对 于 野 生 菌 合 成 的 PHA 中 含 有 不 饱 和 单体 , 分 析 主 要 是是 由 于 Pseudomonas mendocina NK-01以 葡 萄 糖 作 为 底 物 , 以 Ⅲ 途 径 为 PHA 合 成 提 供 前 体 ,由 于 发 酵 条 件 可 能 形 成 了 不 饱 和 单 体 , 而 重 组 大 肠杆 菌 的 PHA 底 物 来 自 于 Ⅱ 途 径 , 以 人 工 添 加 的 辛 酸作 为 初 始 底 物 , 故 不 会 产 生 不 饱 和 单 体 。OCn3 结 论本 研 究 分 离 得 到 的 Pseudomonas mendocinaN K - 0 1 能 够 产 生 在 常 温 下 具 有 良 好 粘 弹 性 的PHA MCL , 通 过 结 构 分 析 表 明明 : 该 PHA MCL 由 3- 羟 基己 酸 、3- 羟 基 辛 酸 、3- 羟 基 癸 酸 、△ 7 -3- 羟 基 十 六 烷酸 、 3 - 羟 基 十 八 烷 酸 5 种 单 体 构 成 。 所 合 成 的PHA MCL 占 菌 体 干 重 的 50% 以 上 。 本 研 究 构 建 的 重组 大 肠 杆 菌 , 通 过 发 酵 合 成 了 PHA MCL , 其 结 构 由 3-羟 基 己 酸 和 3- 羟 基 辛 酸 两 种 单 体 构 成 , 但 是是 产 量 还较 低 , 笔 者 正 试 图 利 用 基 因 重 组 的 方方 法 构 建 组 成 型表 达 的 重 组 大 肠 杆 菌 , 以 期 获 得 高 产 稳 定 的 PHA 合成 工 程 菌 株 。http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn