[00328149]重组表达载体和用其转化的宿主细胞发酵甘油高产1，3-丙二醇

　　1，3-丙二醇(简称1，3-PD)是一种重要的化工原料，可作为有机溶剂用于油墨、印染、涂料、药物、润滑剂、抗冻剂等行业，还可用作药物合成中间体。1，3-丙二醇最主要的用途是作为聚酯和聚氨酯合成的单体，特别是与对苯二甲酸聚合生成的聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)是一种高性能、易加工的新型热塑性聚酯材料，具有良好的回弹性、优良的染色性能和膨松性能及生物可降解性，另外PTT纤维可常压印染并具有良好的抗污垢性能、抗磨损性能和抗静电性能，可在地毯领域与尼龙竞争。PTT的优良性能使它被评为美国1998年六大石化新产品之一。近年来PTT广泛应用的优良市场前景，大大促进了1，3-丙二醇生产方法的研究。只因1，3-丙二醇生产技术难度大、成本高而限制了PTT的大规模工业化生产。目前，只有Dupont和Shell公司采用传统的化学合成路线，以环氧丙烷或丙烯为原料生产仅供他们合成PTT自用的1，3-丙二醇。化学合成法需要在高温和贵重催化剂作用下进行，副产物多，选择性差，设备投资巨大，生产成本相应较高。生物法生产1，3-丙二醇是利用微生物歧化甘油产生。与化学合成法相比，具有条件温和，操作简便、副产物少，无环境污染等优点，近年来受到特别的重视。自然界中可将甘油转化为1，3-丙二醇的微生物主要是厌氧或兼性厌氧菌，其中肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)、丁酸梭状芽孢杆菌(Clostridium butyricum)和弗氏柠檬酸菌(Citrobacter freundii)具有较高的1，3-丙二醇转化率，对底物甘油和产物1，3-丙二醇具有较高的耐受力，因此具有较高的开发价值和应用前景。微生物转化甘油生产1，3-丙二醇主要由二羟丙酮(dha)操纵子调控，甘油沿氧化和还原两条路径代谢，维持细胞的氧化还原平衡。在氧化途径中，甘油在依赖NAD 的甘油脱氢酶(GDH)的催化作用下脱氢生成二羟丙酮(DHA)，二羟丙酮在二羟丙酮激酶的作用下磷酸化为磷酸二羟丙酮，进一步代谢生成丙酮酸，然后代谢为各种小分子产物。氧化途径产生ATP和还原当量NADH/NADPH，并伴随87微生物细胞生长。在还原途径中，甘油在依赖辅酶B12的甘油脱水酶(GDHt)的作用下变为3-羟基丙醛，然后利用氧化途径产生的NADH，在依赖于NADH的1，3-丙二醇氧化还原酶的作用下生成1，3-丙二醇。所以目前在生物法生产1，3-丙二醇中需要改善细胞1，3-丙二醇的合成以克服产物浓度低、生产周期长和甘油转化率低、生产强度低等问题。