3MP组分可控的共聚酯P(3MP-co-3HB)体外合成及产物性质分析

作者：李雪; 王明; 宋林鑫; 张思宇; 周爽姿; 韩雪容^*

来源：生物技术, 2023, 33(06): 689-696.

DOI：10.16519/j.cnki.1004-311x.2023.06.0104

• 聚羟基脂肪酸酯
• 聚(3-巯基丙酸-共-3-羟基丁酸)
• PHA合成相关酶
• 结构与性质
• 单相体外合成系统

[目的]以3-巯基丙酸(3MP)作为第二组分，利用设计的单相反应体系实现共聚酯P(3MP-co-3HB)中3MP组分的可控合成，并分析3MP组分掺入对聚羟基丁酸酯(PHB)性质的影响。[方法]根据设计的P(3MP-co-3HB)体外合成途径，利用体外重组表达纯化的乙酰辅酶A合成酶(ACSPt)、CoA转移酶(PCTCp)、PHA合酶(PhaCRe)作为催化剂，以不同摩尔比的(R)-3-羟基丁酸[(R)-3HB]和3MP作为底物，合成共聚物P(3MP-co-3HB)s。利用1H-NMR、GPC、DSC和TG等测试手段分析产物的结构与热性质。[结果]产物的1H-NMR结果表明，3MP∶3HB的摩尔比为0∶1、1∶3和1∶1时，分别合成PHB、P(55.4 mol%3MP-co-3HB)和P(70 mol%3MP-co-3HB),产量分别为2.00 g/L、0.72 g/L和0.26 g/L。产物的GPC结果表明，随着3MP摩尔组分的增加，共聚物的Mn由40.10 kDa增加至45.40 kDa, Mw由91.00 kDa增加至102.80 kDa, PDI在2.25～2.27范围。DSC、TG测试结果表明，P(55.4 mol%3MP-co-3HB)和P(70 mol%3MP-co-3HB)的Tm、Td分别为134.90℃、112.50℃和239.70℃、271.40℃。[结论]利用设计的OPRS可合成含高3MP摩尔比例的P(3MP-co-3HB)s,其3MP组分在0 mol%～70 mol%范围内可控。含有3MP组分的共聚酯能很好地改善PHB的加工性能。

• 单位
  吉林农业大学; 生命科学技术学院; 长春理工大学