处理纤维素材料的新颖蛋白制造技术

本发明专利技术公开了新颖多肽和包含它们的酶制剂，所述多肽和酶制剂即使在升高的温度下也增强纤维素降解的效率。所述多肽通过重组技术制造，并且描述了它们的制备的方法。新颖多肽在处理生物质、和在生物燃料、淀粉、纺织品、清洁剂、纸浆和纸、食物、饲料或饮料工业中是有用的。它们也可以用在例如清洁洗碗机机器的内部或用于生物整理或生物打磨。新颖多肽在动物饲料中也是有用的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】导致本专利技术的工作已经收到来自欧盟第七框架计划FP7/2007-2-13在授予协议号码239341下提供的资金。
本专利技术涉及新颖多肽和包含它们的酶制剂，所述多肽和酶制剂即使在升高的温度下也增强纤维素降解的效率。本专利技术也涉及多核苷酸、载体和包含所述多核苷酸的宿主细胞以及制造所述多肽的方法。另外，本专利技术涉及用所述新颖多肽或酶制剂处理纤维素材料的方法，其中纤维素材料的水解得到增强。所述新颖多肽在处理纤维素材料中是有用的。此外，所述新颖多肽可用在清洁剂组合物中、用在机器洗碗应用中或用于改进动物饲料的质量。
技术介绍
矿物燃料的有限资源和从它们释放的增加的CO2的量和引起温室现象已经提出了使用生物质作为可再生的和清洁的能量源的需要。生物质资源可大体上分为基于农业的或基于林业的，包括来源于农业和木材工业的二级来源、废物来源和城市固体废物。一种有前途的可选技术是从木质纤维素材料生成生物燃料即(生物)乙醇。在植物中的多数碳水化合物是木质纤维素的形式，木质纤维素基本上由纤维素、半纤维素和木质素组成。木质纤维素可以通过水解为可发酵的糖然后发酵而转化为生物乙醇和其他的化学产物。在传统的木质纤维素到乙醇的方法中，木质纤维素材料首先化学地或物理地进行预处理以制造更加易于水解的纤维素级分。所述纤维素级分然后被水解以得到糖，所述糖可被酵母菌或其他发酵微生物发酵成乙醇，并且蒸馏以得到纯的乙醇。木质素作为主要的共产物获得，可用作固体燃料。从纤维素生物质和木质纤维素生物质制造生物燃料的一个障碍是细胞壁的坚固性和糖单体以难以接近的聚合物的形式存在，这需要大量的处理以使得糖单体能够被通常用于通过发酵制造乙醇的微生物所利用。酶水解被认为是用于将纤维素生物质转化成可发酵的糖的最有前途的技术。但是，酶水解仅仅用到在工业规模的有限的量，并且尤其当使用强木质化的材料例如木材或农业废物时该技术不尽理想。酶催化步骤的成本是该方法的一个主要的经济学因素。已经做出努力以改进纤维素材料的酶催化水解的效率(Badger 2002)。除了改进关于各个纤维素水解酶的性质外，通过影响纤维素酶对木质纤维素的活性以改进纤维素材料的酶催化降解也是有利的。优化纤维素酶混合物中组分和补充其他的协同性作用的酶将改进水解效率。WO2005074647和WO2011035027公开了从太瑞斯梭孢壳霉(Thielavia terrestris)分离的具有纤维素水解增强活性的多肽和其多核苷酸。WO2005074656公开了从金黄色嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)分离的具有纤维素水解增强活性的多肽及其多核苷酸。WO2007089290公开了从里氏木霉(Trichoderma reesei)分离的具有纤维素水解增强活性的多肽和其多核苷酸。WO2008140749涉及用纤维素水解酶组合物降解或转化含纤维素的材料的组合物和方法，所述纤维素水解酶组合物包括具有纤维素水解增强活性的里氏木霉多肽和选自具有内切葡聚糖酶活性或纤维二糖水解酶活性的CEL7、CEL12和CEL45多肽的一或多种组分。WO2009085868涉及从嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophila)分离的具有纤维素水解增强活性的多肽和其多核苷酸。WO2009033071涉及来自Chrysosporium lucknowense(现在重新鉴定为嗜热毁丝霉(Myceliophthora thermophile)；Visser等2011)的真菌酶，和涉及在多种其他过程中使用该酶和这样的酶的组合物的方法，所述过程包括洗衣服、清洁过程、生物精炼、脱墨和纸和纸浆的生物漂白、和废物流的处理。然而，仍然存在对降解纤维素底物尤其是木质纤维素底物的新的有效的方法、和对能相当地改进纤维素酶混合物的水解效率并降低需要的酶剂量的新的纤维素酶增强因子的不断需要。也存在对多用途的和能给出更多灵活的方法构造的设计的方法的需要。此外，存在对既能在中等温度运作又能在高温运作的方法的需要，高温运作因此增加了反应速率并且使高的生物质一致性的使用能够产生高的糖和乙醇浓度。这个方法在能量和投资花费上可产生显著的节省。高温也降低了在水解期间污染的风险。本专利技术旨在满足这些需要的至少部分。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供新颖多肽和包含它们的酶制剂，所述多肽和酶制剂即使在升高的温度下也增强纤维素降解的效率。本专利技术的目标尤其是提供多肽以改进木质纤维素底物的水解以制造乙醇。本专利技术的另一个目标是提供处理纤维素材料的方法，其中纤维素材料的水解得到增强，并且其中多用途的方法构造在各种条件下是可能的。本专利技术的目标由从嗜热枝顶孢菌(Acremonium thermophilium)或白马兰诺菌(Melanocarpus albomyces)获得的GH家族61的新颖多肽实现。本专利技术提供了GH61多肽，所述多肽包含与SEQ ID NO:23具有至少75％序列同一性的氨基酸序列、与SEQ ID NO:24具有至少78％序列同一性的氨基酸序列或与SEQ ID NO:25具有至少79％序列同一性的氨基酸序列、或其能够增强纤维素材料水解的片段或变体。本专利技术也涉及选自如下的分离的多核苷酸：a)包括如在SEQ ID NO:20、21或22所示的编码序列的多核苷酸；b)编码权利要求1的多肽的多核苷酸；c)编码由a)或b)的多核苷酸编码的多肽的片段的多核苷酸，其中所述片段能够增强纤维素材料的水解；和d)包含与a)或b)的多核苷酸的核苷酸序列简并的核苷酸序列的多核苷酸；或者这样的多核苷酸的互补链。本专利技术也涉及载体，所述载体包含所述多核苷酸和包含所述载体的宿主细胞。具有保藏编号DSM 25497、DSM 25495和DSM 25499的大肠杆菌(Escherichia coli)菌株也包括在本专利技术内。本专利技术的另一目标是提供制造所述GH61多肽的方法，所述方法包括步骤：用编码所述多肽的表达载体转化宿主细胞，和在允许所述多肽表达的条件下培养所述宿主细胞，和任选地回收和纯化所述多肽。本专利技术的其他目标是包含至少一种新颖多肽的酶制剂和所述酶制剂和多肽用于生物质加工的用途、和在生物燃料、淀粉、纺织品、清洁剂、纸浆和纸、食物、饲料或饮料工业中的用途。在本专利技术的一个方面，所述多肽和包含所述多肽的酶制剂用于清洁洗碗机的内部。在另一个方本文档来自技高网...

【技术保护点】
GH61多肽，其包含与SEQ ID NO:23具有至少75％序列同一性的氨基酸序列、与SEQ ID NO:24具有至少78％序列同一性的氨基酸序列、或与SEQ ID NO:25具有至少79％序列同一性的氨基酸序列、或其能够增强纤维素材料水解的片段或变体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.07 FI 201256231.GH61多肽，其包含与SEQ ID NO:23具有至少75％序列同一性
的氨基酸序列、与SEQ ID NO:24具有至少78％序列同一性的氨基酸
序列、或与SEQ ID NO:25具有至少79％序列同一性的氨基酸序列、
或其能够增强纤维素材料水解的片段或变体。
2.权利要求1的GH61多肽，其中所述多肽与SEQ ID NO:23、
SEQ ID NO:24或SEQ ID NO:25或其能够增强纤维素材料水解的片段
具有至少90％同一性、优选地具有至少95％同一性、更加优选地具有
至少98％同一性。
3.权利要求1的GH61多肽，其中所述多肽能够从嗜热枝顶孢菌
(Acremonium thermophilum)或白马兰诺菌(Melanocarpus albomyces)
获得、优选地能够从嗜热枝顶孢菌CBS 116240或白马兰诺菌CBS
132099获得。
4.分离的多核苷酸，其选自：
a)包含如在SEQ ID NO:20、21或22中所示的编码序列的多核
苷酸；
b)编码权利要求1的多肽的多核苷酸；
c)编码由a)或b)的多核苷酸编码的多肽的片段的多核苷酸，
其中所述片段能增强纤维素材料的水解；和
d)包含与a)或b)的多核苷酸序列的核苷酸序列简并的核苷酸
序列的多核苷酸；
或这样的多核苷酸的互补链。
5.权利要求4的多核苷酸，其包含在具有选自DSM 25497、DSM
25495和DSM 25499的保藏编号的微生物中所含有的基因。
6.载体，其包含权利要求4或5的多核苷酸，所述多核苷酸可操
作地连接到能够指导权利要求1的GH61多肽表达的调控序列上。
7.包含权利要求6的载体的宿主细胞。
8.制备权利要求1的GH61多肽的方法，所述方法包括步骤：
用编码所述多肽的表达载体转化宿主细胞，
在允许所述多肽表达的条件下培养宿主细胞，和
任选地回收和纯化所述多肽。
9.包含权利要求1至3任一项的GH61多肽的酶制剂。
10.权利要求9的酶制剂，其还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏珊娜·梅基宁，卡里·云图宁，亚历山大·科曼德，基姆·朗费尔德，亚里·韦赫曼佩雷，泰尔希·普拉宁，
申请(专利权)人：罗尔公司，
类型：发明
国别省市：芬兰;FI