ω-羟基脂肪酸生产方法技术

提供了生产至少一种ω‑羟基脂肪酸的方法，所述方法包括：(a)在含水培养基中使至少一种烷烃与至少一种重组酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述烷烃氧化为相应的ω‑羟基脂肪酸，并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力。

Production Method of_-Hydroxy Fatty Acids

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】ω-羟基脂肪酸生产方法专利
本专利技术涉及用于从至少一种烷烃生产至少一种ω-官能化羧酸的生物技术方法。特别地，所述方法可在乙酸和/或乙酸盐存在下使用酵母细胞来从至少一种烷烃生产相应的ω-羟基羧酸和/或其酯。专利技术背景ω-羟基脂肪酸是非常有价值的单体，其可用于合成独特的聚乙烯样生物基塑料家族。目前，ω-羟基脂肪酸主要通过需要昂贵的催化剂和苛刻条件的化学手段生产。因此，生产ω-羟基脂肪酸的生物技术手段是优选的。存在本领域已知的几种生产ω-羟基脂肪酸和/或其酯的生物技术手段。例如，能够从用作底物的羧酸生产ω-官能化羧酸的基因修饰的细胞先前已经至少描述于WO2009077461和EP2322598中。WO2011008232中描述了使用假丝酵母属细胞的非常相似的程序，其中β-氧化途径在细胞中被阻断，并且由用作底物的脂肪酸形成ω-官能化羧酸。这些方法具有使用脂肪酸作为起始材料的缺点。这是因为，使用的脂肪酸及其衍生物主要仅仅从植物和动物油或脂肪获得。作为原料的动物脂肪仍然很少被客户接受，并且含有短和中等长度脂肪酸的植物油难以获得或仅在热带地区生产(破坏雨林的结果)。此外，特定的植物和动物油或脂肪原料具有特定、但限定的脂肪酸分布（fattyacidprofiles），导致偶联生产(coupledproduction)。WO2013024114公开了从简单的碳源(诸如葡萄糖、蔗糖、阿拉伯糖、木糖、乳糖、果糖、麦芽糖、糖蜜、淀粉、纤维素和半纤维素，还有甘油或非常简单的有机分子诸如CO2、CO或合成气)生产ω-官能化羧酸和/或其酯(包括ω-羟基脂肪酸)的方法。这些简单的糖，特别是葡萄糖的获得通常更昂贵。从简单的碳源生产ω-羟基脂肪酸和/或其酯的方法也可以被认为是复杂的，因为该方法中使用的细胞必须首先进行基因修饰以增加从这些简单碳源生产羧酸。这因此增加了生产成本。发现阴沟假丝酵母（Candidacloacae）和热带假丝酵母（Candidatropicalis）能够以烷烃作为唯一的碳源生长。例如，热带假丝酵母能够氧化中等至长链烷烃，以合成二羧酸。然后已知合成的二羧酸通过β-氧化途径降解。在具有阻断或抑制的β-氧化途径的热带假丝酵母中，二羧酸总是为主要产物，并且以低选择性生产非常少量的ω-羟基脂肪酸。因此，本领域中需要环境友好的、从除了脂肪酸和/或简单碳之外的碳源生产ω-羟基脂肪酸的简单和可持续的方法。专利技术描述本专利技术提供了氧化至少一种烷烃的方法，其中所述方法是可在乙酸和/或乙酸盐存在下进行的生物催化方法。特别地，乙酸和/或乙酸盐可用作氧化烷烃以生产至少一种ω-羟基脂肪酸的共底物。在从烷烃生产ω-羟基脂肪酸的方法中使用这些基因修饰的细胞，可以给这些化合物的生产增加灵活性（这是通过使容易获得的替代石油化学原料能够用于其生产）。另外，使用全细胞生物催化剂（它们能够在其内部整合将烷烃转化为ω-羟基脂肪酸的完整手段），使得转化过程更简单，因为仅仅少量的过程步骤参与转化。还可以消除ω-羟基脂肪酸生产对通常使用的昂贵碳底物诸如脂肪酸的依赖。本专利技术提供了从至少一种碳底物生产至少一种ω-羟基脂肪酸的方法，其中所述方法包括：(a)在含水培养基中使所述碳底物与至少一种酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述碳底物氧化为相应的ω-羟基脂肪酸和/或二羧酸；并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力，其中所述含水培养基包含至少一种C1至C4有机化合物。特别地，降低的脂肪酸降解能力可以是以下的结果：(i)至少一种参与β-氧化途径的酶相对于野生型细胞表达降低；和/或(ii)至少一种参与β-氧化途径的酶中的至少一种失功能突变。C1至C4有机化合物可以用作共底物。共底物可以至少是一种C1至C4有机化合物。特别地，C1至C4共底物可以是能量源，并且可以选自C1至C4烷烃、C1至C4醇、C1至C4醛、C1至C4羧酸、C1至C4羧酸盐及其混合物。更特别地，共底物可以至少是一种C2至C4有机化合物。共底物可以选自C2至C4烷烃、C2至C4醇，C2至C4醛、C2至C4羧酸、C2至C4羧酸盐及其混合物。特别地，共底物可以是至少一种C2至C4烷烃。C2至C4共底物可以是支化或未支化的。在一个实例中，共底物是至少一种C2至C4醇。C2至C4醇可以包括一元醇和多元醇。C1至C4共底物可以选自乙酸盐、乙酸、丙酸、丙酸盐、乙醇、丙醇、乙二醇和甘油。在一个实例中，C1至C4有机化合物可以是在含水培养基中用作能量源的唯一共底物。在此实例中，含水培养基包含至少一种C1至C4有机化合物作为共底物并且不包含葡萄糖。更特别地，含水培养基不包含可检测的葡萄糖。根据本专利技术的任何方面，碳底物可以选自烷烃、脂肪醇、脂肪醛及其混合物。特别地，碳底物可包含7-22的碳数目。更特别地，碳底物可以包含8-22、8-20、8-19、9-18、10-22、12-22、10-20、10-18、10-16、10-14、7-14或10-12个碳原子。甚至更特别地，碳底物可以是包含7-22、10-14、7-14或10-12个碳原子的烷烃。在本专利技术的一个方面，提供了从至少一种烷烃生产至少一种ω-羟基脂肪酸的方法，所述方法包括：(a)在含水培养基中使所述烷烃与至少一种酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述烷烃氧化为相应的ω-羟基脂肪酸，并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力；并且其中所述含水培养基包含乙酸和/或乙酸盐。特别地，降低的脂肪酸降解能力可以是以下的结果：(i)至少一种参与β-氧化途径的酶相对于野生型细胞表达降低；和/或(ii)至少一种参与β-氧化途径的酶中的至少一种失功能突变。乙酸和/或乙酸盐可用作共底物。包含酵母细胞的含水培养基中乙酸和/或乙酸盐的存在增加了由烷烃形成ω-羟基脂肪酸的选择性。特别地，相对于不存在乙酸和/或乙酸盐情况下的所述方法，ω-羟基脂肪酸形成的选择性可高达70%，甚至高达75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%（基于发酵产物的总重量，即，ω-羟基脂肪酸和二羧酸的总重量）。因此，本专利技术的方法可以是从至少一种烷烃生产至少一种ω-羟基脂肪酸的方法，所述方法相对于含水培养基中不存在乙酸和/或乙酸盐的方法，对ω-羟基脂肪酸的形成具有增加的选择性。特别地，在根据本专利技术的任何方面的方法中，形成了较少副产物如二羧酸。因此，起始材料的浪费会更少，使得ω-羟基脂肪酸的生产成为最具成本效益的方法。因此，产量可以更高，和/或可在更短的时间段内获得更多的产量。这进一步导致成本和时间节省。本文所用的术语“乙酸和/或乙酸盐(acetate)”指乙酸和其盐两者，这是不可避免地产生的，因为如本领域已知的，由于微生物在含水环境中工作，在存在的盐和酸之间总是存在平衡。在根据本专利技术的任何方面的方法中，乙酸和/或乙酸盐可以用作共底物。分子乙酸与乙酸和/或乙酸盐的比例取决于系统的pH，即在恒定的“乙酸和/或乙酸盐”浓度下，pH越低，相对于乙酸盐，分子乙酸浓度越高。根据本专利技术的任何方面的含水培养基中的共底物的浓度可以是关键方面。共底物的浓度可选自80-800mmol/L、100-800、100-700、100-600、100-500、110-500、120-500本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.生产至少一种ω‑羟基脂肪酸的方法，所述方法包括：(a)在含水培养基中使至少一种烷烃与至少一种酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述烷烃氧化为相应的ω‑羟基脂肪酸，并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力；所述降低的脂肪酸降解能力是以下的结果：(i)至少一种参与β‑氧化途径的酶相对于野生型细胞表达降低；和/或(ii)至少一种参与β‑氧化途径的酶中的至少一种失功能突变；并且所述含水培养基包含用作共底物的乙酸和/或乙酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.26 CN PCT/CN2016/0916861.生产至少一种ω-羟基脂肪酸的方法，所述方法包括：(a)在含水培养基中使至少一种烷烃与至少一种酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述烷烃氧化为相应的ω-羟基脂肪酸，并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力；所述降低的脂肪酸降解能力是以下的结果：(i)至少一种参与β-氧化途径的酶相对于野生型细胞表达降低；和/或(ii)至少一种参与β-氧化途径的酶中的至少一种失功能突变；并且所述含水培养基包含用作共底物的乙酸和/或乙酸盐。2.根据权利要求1的方法，其中步骤(a)中的乙酸和/或乙酸盐浓度是至少20mmol/L。3.根据权利要求1或2的任一项的方法，其中所述乙酸和/或乙酸盐浓度保持在80-800mmol/L之间。4.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述乙酸和/或乙酸盐浓度保持在160-500mmol/L之间。5.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述含水培养基包含不可检测浓度的葡萄糖。6.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述乙酸和/或乙酸盐选自NaAc和HAc。7.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述烷烃包含至少6个碳原子。8.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述烷烃选自C7-C22烷烃。9.根据前述权利要求中任一项的方法，其中所述烷烃选自C10-C1...

【专利技术属性】
技术研发人员：T哈斯，M佩特，李莉，陶国庆，曹东，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE