用假单胞菌合成聚羟基脂肪酸酯均聚物

许多细菌能合成羟基脂肪酸聚酯（PHA）。目前发现的PHA只有聚-3-羟基丁酸（P3HB）、聚-4-羟基丁酸（P4HB）和聚-3-羟基戊酸（PHV）是均聚物。最近我们发现：通过敲除细菌Pseudomonas putida氧化脂肪酸的beta-氧化路径，弱化缩短脂肪酸的beta-氧化过程，可以获得聚-3-羟基己酸（PHBHHx）和聚-3-羟基庚酸（PHHp）均聚物以及含量为95%以上的聚-3-羟基辛酸（PHO）。还发现，该细菌能合成含量超过40%的3-羟基十二酸（3HD）或3-羟基十四酸（3HTD）的PHA，高含量的3HD和/或3HTD使PHA的热力学性能相对于3HD和/或3HTD含量10%以下的PHA产生了很大的变化，体现为随3HD和/或3HTD含量的增加PHA的熔点上升，玻璃化温度下降，机械强度增加。因此、本申请拟通过进一步阻止该细菌对脂肪酸的beta氧化，获得性能更好的长链脂肪酸均聚物。

使用假单胞菌平台获得新均聚物实验结果为阴性，但通过β-氧化弱化的恶臭假单胞菌KT2442（Pseudomonas putida KT2442）所建立的平台，可以生产单体组份和微结构可调的聚羟基脂肪酸酯（PHA）。P. putida KTOY06△C(phaPCJA.c)培养在丁酸钠和己酸钠的培养中(C4:C6),产生随机共聚物P(3HB-co-3HHx)中3HHx含量（19 mol% ~ 75 mol%）.当重组P. putida KTQQ20生长在己酸钠和癸酸钠混合物(C6:C10)中,产生的随机共聚物P(3HHx-co-3HD)单体组分3HHx（16 mol% to 63 mol%）.单体组分比例可以容易通过改变脂肪酸浓度调控合成新的双片段共聚物P3HHx-b-P(3HD-co-3HDD)，其中含49 mol% P3HHx，51 mol% P(3HD-co-3HDD) （35.25 mol% 3HDD）, 其性质由13C NMR, HMBC NMR, DSC, GPC和拉力机测试。.嵌段PHA共聚物则可以抵抗聚合物“衰老”，聚合物“衰老”表现在聚合物的性质受到严重的影响或破坏。PHB-b-HHx是指由羟基丁酸酯和羟基己酸酯共聚而成的二元嵌段共聚物，是首次由β-氧化循环抑制的恶臭假单胞菌KT2442菌株成功得到的嵌段共聚物。聚合物由氯仿从干燥细胞内提取得到，再经由NMR（核磁共振）和热力学、机械学测试获得其性能参数。核磁结果显示产物为二元嵌段共聚物，其中PHB含量为58%，PHHx含量为42%。DSC（差示扫描量热仪）结果显示该聚合物具有两个玻璃化转变温度，分别为2.7℃和-16.4℃，熔融温度为172.1℃，冷却结晶温度为69.1℃。这也是研究人员首次合成出由短链和中长链PHA单体构成的嵌段共聚物，它们的结构特性也使得它们的物理性能有所提升。.此外，课题组在研究的过程中发现了PHA合成调控蛋白PhaR的双亲性以及PHB衍生物HBME（3-羟基丁酸甲酯）对于治疗阿尔兹海默症的功用。课题组为获得新均聚物，尝试其他底盘微生物如盐单胞菌，并对此进行系统性的优化改良，为合成均聚物提供铺垫。