丁二醇类的制造方法、用于制造丁二醇类的微生物的制作方法以及微生物技术

本发明专利技术提供一种丁二醇类的制造方法，其使用微生物及/或其培养物、经由3-羟基丁酰CoA并利用酰基CoA还原酶的酶反应来制造丁二醇，其特征在于所述微生物的酰基CoA水解酶(EC3.1.2.-)的活性缺失或降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及丁二醇类的制造方法、用于制造丁二醇类的微生物的制作方法以及微 生物。
技术介绍
近年来，从化石资源枯竭及全球变暖对策等的观点，以可再生资源为原料的化合 物制造工艺受到关注。尤其是，以生物质作为原料并利用生物化学工艺来制造各种聚合物 原料化合物或化学品原料化合物的技术，即所谓的生物炼制被广泛研宄。 作为被期待进行生物质原料转化的化合物，可举出丁二醇类。例如，1，3 丁二醇被 用作溶剂，另外，1，4 丁二醇广泛用于精密有机化学品的合成原料、聚酯及工程塑料的单体 单位等，其市场规模大。因此，对于以生物质等可再生资源为原料并利用生物化学工艺来高 效制造丁二醇类的制造方法的要求在提高。 作为利用生物化学工艺来制造丁二醇类的制造方法，例如可举出专利文献1和2 以及非专利文献1记载的方法。 专利文献1 :(日本）专利第4380704号公报 专利文献2 :国际公布2008/115840号公报非专利文献I:HarryYimetal.，Metabolicengineeringof Escherichiacolifordirectproductionof1，4-butanediol，NatureChemical Biology，7, 445-452 (2011).
技术实现思路
〈本专利技术所要解决的技术问题〉 然而，专利文献1和2及非专利文献1记载的方法的工艺复杂。 针对上述问题，本专利技术提供一种较经济的丁二醇类的制造方法。 〈用于解决技术问题的方案〉 本专利技术包括以下内容。 一种丁二醇类的制造方法，其使用微生物及/或其培养物、经由3-羟基丁酰 CoA并利用酰基CoA还原酶的酶反应来制造丁二醇，其特征在于所述微生物的酰基CoA水解 酶（EC3. 1. 2_)的活性缺失或降低。 如所述的丁二醇类的制造方法，其中，所述酰基CoA水解酶是被分类为 EC3.L2. 2或EC3.L2. 20的酰基CoA水解酶。 如所述的丁二醇类的制造方法，其中，所述微生物包含0-酮硫解酶 (EC2. 3. 1. 9)的编码基因、3-羟基丁酰CoA脱氢酶（EC1.I. 1. 35)的编码基因以及酰基CoA 还原酶（EC1. 2. 1. 10)的编码基因。 如所述的丁二醇类的制造方法，其中，所述微生物包含烯酰CoA水合酶 (EC4. 2.I. 17)的编码基因、乙烯乙酰CoA异构酶（EC5. 3. 3. 3)的编码基因以及4-羟基丁酰CoA脱水酶（EC4. 2. 1. 120)的编码基因。 如所述的丁二醇类的制造方法，其中，所述微生物是大肠杆菌、酵母、棒状 杆菌或梭菌属细菌。 如所述的丁二醇类的制造方法，其中，所述微生物是酰基CoA硫酯酶II基 因（tesB)的CDS区域缺失的大肠杆菌。 -种用于制造丁二醇类的微生物的制作方法，其特征在于包括使微生物的酰 基CoA水解酶（EC3. 1. 2. _)的活性缺失或降低的工序。 如所述的用于制造丁二醇类的微生物的制作方法，其中，所述酰基CoA水 解酶是被分类为EC3. 1. 2. 2或EC3. 1. 2. 20的酰基CoA水解酶。 一种微生物，其包含0 -酮硫解酶（EC2. 3. 1. 9)的编码基因，3-羟基丁酰CoA 脱氢酶（EC1.I. 1. 35)的编码基因以及酰基CoA还原酶（EC1. 2. 1. 10)的编码基因，并且酰 基CoA水解酶（EC3. 1. 2.-)的活性缺失或降低。 如所述的微生物，其中，所述酰基CoA水解酶是被分类为EC3. 1.2.2或 EC3. 1. 2. 20的酰基CoA水解酶。 如所述的微生物，其中还包括烯酰CoA水合酶（EC4. 2. 1. 17)的编 码基因、乙烯乙酰CoA异构酶（EC5. 3. 3. 3)的编码基因以及4-羟基丁酰CoA脱水酶 (EC4. 2. 1. 120)的编码基因。 如所述的微生物，该微生物是是大肠杆菌、酵母、棒状杆菌或梭菌属细 菌。〈专利技术的果〉 本专利技术提供一种有选择性的且经济的丁二醇类的制造方法。【附图说明】 图1是本实施方式的丁二醇类的制造方法的酶系的一个例子。【具体实施方式】 以下，对本专利技术进行详细说明。在本说明书中，"CoA"表示"辅酶A"。另外，若无 特别记载，" ％ "表示"质量％ "。"ppm"是质量基准。 本实施方式提供一种使用微生物、经由3-羟基丁酰CoA并包含由酰基CoA还原酶 催化的还原工序的丁二醇类制造方法。为了提高丁二醇类的生产性，专利技术者们进行了各种 研宄。具体而言，细查了宿主微生物原有酶系中存在的可对丁二醇类生产性带来大的影响 (副反应）的酶系。其结果发现，宿主来源的酶引起的由3-羟基丁酰CoA生成3-羟基丁酸 的反应，属其副反应酶系之一。即，从3-羟基丁酰CoA变成3-羟基丁酸的水解反应是由酰 基CoA还原酶催化的还原工序，换言之，最终会对丁二醇类的生成造成很大影响。 基于以上见解，专利技术者们还发现，通过使该生化制造方法中使用的宿主菌所具有 的特定酰基CoA水解酶（EC3. 1. 2.-)的活性缺失或降低，能够抑制由3-羟基丁酰变成3-羟 基丁酸的水解反应，其结果能够提高丁二醇类的生产量。 以下，对于本实施方式中使用的微生物的特征、微生物的制作方法、微生物的使用 方法（即、丁二醇类的制造方法）以及制造出的丁二醇类的取得方法等进行说明。(宿主微生物） 本实施方式中使用的宿主微生物是酰基CoA水解酶的活性缺失或降低的微生物。 通过将此类微生物用为制造丁二醇类的宿主，在经由3-羟基丁酰CoA并包含由酰基CoA还 原酶催化的还原工序的丁二醇类制造方法中，能够抑制3-羟基丁酰CoA被酰基CoA水解酶 水解成3-羟基丁酸，其结果能够提高丁二醇类的生产性。 作为活性缺失或降低的对象的"酰基CoA水解酶"，如果是具有分解3-羟基丁酰 CoA的活性的酶，则并无特别限定，但具体可举出属于EC3. 1. 2. 2的酰基CoA水解酶、属于 EC3. 1. 2. 20的酰基CoA水解酶以及这些的同源物。这些酶亦通称酰基CoA硫酯酶、硫酯酶、 硫酯酶II等，本专利技术中的"酰基CoA水解酶"包括这些酶。 另外，本说明书中所说的活性"缺失或降低"是指，相对于作为改变对象的亲代菌 株而言，对象酰基CoA水解酶的活性降低至二分之一以下的情况。通过这样的缺失或降低， 能够避免3-羟基丁酰CoA的分解，从而可实质上提高丁二醇类的生产性。需要说明的是，在 使用任一种菌株的实施方式中，均优选"酰基CoA水解酶"的活性相比于大肠杆菌JM109菌 株降低至1/2以下的情况。能够通过以下方式来确认本实施方式中的"缺失或降低"。例如， 由生成3-羟基丁酰CoA的一系列酶的编码基因，转化该宿主微生物，并在包含作为这些酶 反应的基质的，例如葡萄糖等适当的碳源的培养基进行培养。生成的3-羟基丁酰CoA因存 在酰基CoA水解酶而被水解，成为3-羟基丁酸被排出到菌体外。通过高速液体层析（HPLC) 等一般所知的方法对该3-羟基丁酸进行定量，从而能够评价酰基CoA水解酶的"缺失或降 低"。 在本实施方式中，作为改变对象的亲代菌株所使用的微生物，例如是能够导入下 述各种基因的宿主微生物，如果能够应用基因重组技术，并表达作为活性缺失或降低对象 的酰基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种丁二醇类的制造方法，其使用微生物及/或其培养物、经由3‑羟基丁酰CoA并利用酰基CoA还原酶的酶反应来制造丁二醇，其特征在于：所述微生物的酰基CoA水解酶(EC3.1.2‑)的活性缺失或降低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：青木裕史，小木户谦，桥本阳子，米田正，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP