《用假單胞菌合成聚羥基脂肪酸酯均聚物》是依託清華大學，由陳金春擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用假單胞菌合成聚羥基脂肪酸酯均聚物
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：陳金春
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
許多細菌能合成羥基脂肪酸聚酯（PHA）。目前發現的PHA只有聚-3-羥基丁酸（P3HB）、聚-4-羥基丁酸（P4HB）和聚-3-羥基戊酸（PHV）是均聚物。最近我們發現：通過敲除細菌Pseudomonas putida氧化脂肪酸的beta-氧化路徑，弱化縮短脂肪酸的beta-氧化過程，可以獲得聚-3-羥基己酸（PHBHHx）和聚-3-羥基庚酸（PHHp）均聚物以及含量為95%以上的聚-3-羥基辛酸（PHO）。還發現，該細菌能合成含量超過40%的3-羥基十二酸（3HD）或3-羥基十四酸（3HTD）的PHA，高含量的3HD和/或3HTD使PHA的熱力學性能相對於3HD和/或3HTD含量10%以下的PHA產生了很大的變化，體現為隨3HD和/或3HTD含量的增加PHA的熔點上升，玻璃化溫度下降，機械強度增加。因此、本申請擬通過進一步阻止該細菌對脂肪酸的beta氧化，獲得性能更好的長鏈脂肪酸均聚物。
結題摘要
使用假單胞菌平台獲得新均聚物實驗結果為陰性，但通過β-氧化弱化的惡臭假單胞菌KT2442（Pseudomonas putida KT2442）所建立的平台，可以生產單體組份和微結構可調的聚羥基脂肪酸酯（PHA）。P. putida KTOY06△C(phaPCJA.c)培養在丁酸鈉和己酸鈉的培養中(C4:C6),產生隨機共聚物P(3HB-co-3HHx)中3HHx含量（19 mol% ~ 75 mol%）.當重組P. putida KTQQ20生長在己酸鈉和癸酸鈉混合物(C6:C10)中,產生的隨機共聚物P(3HHx-co-3HD)單體組分3HHx（16 mol% to 63 mol%）.單體組分比例可以容易通過改變脂肪酸濃度調控合成新的雙片段共聚物P3HHx-b-P(3HD-co-3HDD)，其中含49 mol% P3HHx，51 mol% P(3HD-co-3HDD) （35.25 mol% 3HDD）, 其性質由13C NMR, HMBC NMR, DSC, GPC和拉力機測試。 嵌段PHA共聚物則可以抵抗聚合物“衰老”，聚合物“衰老”表現在聚合物的性質受到嚴重的影響或破壞。PHB-b-HHx是指由羥基丁酸酯和羥基己酸酯共聚而成的二元嵌段共聚物，是首次由β-氧化循環抑制的惡臭假單胞菌KT2442菌株成功得到的嵌段共聚物。聚合物由氯仿從乾燥細胞內提取得到，再經由NMR（核磁共振）和熱力學、機械學測試獲得其性能參數。核磁結果顯示產物為二元嵌段共聚物，其中PHB含量為58%，PHHx含量為42%。DSC（差示掃描量熱儀）結果顯示該聚合物具有兩個玻璃化轉變溫度，分別為2.7℃和-16.4℃，熔融溫度為172.1℃，冷卻結晶溫度為69.1℃。這也是研究人員首次合成出由短鏈和中長鏈PHA單體構成的嵌段共聚物，它們的結構特性也使得它們的物理性能有所提升。 此外，課題組在研究的過程中發現了PHA合成調控蛋白PhaR的雙親性以及PHB衍生物HBME（3-羥基丁酸甲酯）對於治療阿爾茲海默症的功用。課題組為獲得新均聚物，嘗試其他底盤微生物如鹽單胞菌，並對此進行系統性的最佳化改良，為合成均聚物提供鋪墊。
