脂肪胺的微生物生产制造技术

本发明专利技术公开涉及用于脂肪胺及其衍生物的生产的重组微生物有机体。本发明专利技术进一步考虑了培养的重组宿主细胞以及通过使用这些宿主细胞生产脂肪胺的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2013年12月5日提交的美国临时申请号61/912,184的权益，该申请的内容全部以引用方式并入本文。
本专利技术公开涉及用于脂肪胺及其衍生物生产的重组微生物有机体。另外包括表达生物合成的蛋白质的重组宿主细胞，其中所述的生物合成的蛋白质在体内将脂肪醛转化成脂肪胺。本专利技术公开还涵盖了通过使用表达这些生物合成的蛋白质的宿主细胞来生产脂肪胺的方法。
技术介绍
脂肪胺是脂肪酸、烯烃或醇的氮衍生物。它们由天然脂肪或油形成，或者由合成的或石油化工原材料形成。今天，这些化合物主要通过甘油三酯(例如动物脂或植物油(例如椰子油、芥花油和菜籽油))的化学改性来生产。市售可得的脂肪胺是由碳链或特定链长(范围为C8至C22)的混合物形成的。通常，根据氨分子的氢原子被脂肪烷基或甲基基团替代的数量，脂肪胺分为伯胺、仲胺和叔胺。已知脂肪胺是通过物理键合或化学键合而强烈地粘附在表面上的阳离子表面活性化合物。许多市售的产品是使用脂肪胺作为反应中间体而制备的。例如脂肪胺用作表面活性剂和个人护理产品(例如洗发剂和调理剂)的成分。脂肪胺的最大的市场是织物柔软剂和洗涤剂。脂肪胺还用作发泡剂和润湿剂，抗静电剂(在纺织和塑料工业中)，润滑剂，涂料增稠剂，油田化学品，沥青乳化剂，石油添加剂，腐蚀抑制剂，汽油和燃油添加剂，浮选剂，颜料润湿剂，环氧树脂固化剂，杀虫剂等(参见Visek K.(2003)Fatty Amines；Kirk-Othmer Encyclopediaof Chemical Technology)。通过微生物发酵生产脂肪胺提供了许多益处，例如提供了更一致的组成，以较低的成本制造，和降低对环境的影响。此外，开启了除了目前使用的天然脂肪和油、以及合成的或石油化工原材料以外的多样的新原料。目前，没有用于脂肪胺的微生物生产的有效的方法。本专利技术公开解决了这种需要。专利技术概述本专利技术公开的一个方面提供了用于脂肪胺生产的重组微生物有机体，包含用于将脂肪醛转化成脂肪胺的改造的代谢途径。在此，所述的重组微生物有机体具有用于将脂肪醛转化成脂肪胺的改造的代谢途径，包括具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶。在一个实施方案中，外源的生物合成酶是腐胺氨基转移酶，例如YgjG。在另一个实施方案中，外源的生物合成酶是GABA氨基转移酶，例如PuuE。YgjG是由在重组微生物有机体或重组微生物细胞中表达的编码ygjG基因的核酸序列编码。相似地，PuuE是由在重组微生物有机体或重组微生物细胞中表达的编码puuE基因的核酸序列编码。在另一个实施方案中，外源的生物合成酶是胺脱氢酶，例如得自脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)的甲基胺脱氢酶。重组微生物有机体或重组微生物细胞在体内或在细胞内生产脂肪胺。脂肪胺重组微生物有机体或重组微生物细胞释放至培养基中。在一个实施方案中，重组微生物有机体或微生物细胞为重组细菌细胞。本专利技术公开的另一个方面提供了用于脂肪胺生产的重组微生物有机体，包含用于将脂肪醛转化成脂肪胺的改造的代谢途径。重组微生物有机体具有用于将脂肪醛转化成脂肪胺的第一改造的代谢途径，包括具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶(如上)。在一个实施方案中，重组微生物有机体具有用于将酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸的另一种或第二改造的代谢途径。第二改造的代谢途径是可任选的。在此，通过具有硫酯酶活性的生物合成酶，酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸。在一个实施方案中，具有硫酯酶活性的生物合成酶是由在重组微生物有机体或微生物细胞中表达的编码tesA基因的核酸序列所编码。重组微生物有机体或重组微生物细胞在体内或在细胞内生产脂肪胺。脂肪胺被重组微生物有机体或重组微生物细胞释放至培养基中。在一个实施方案中，重组微生物有机体或微生物细胞为重组细菌细胞。本专利技术公开的另一个方面提供了用于脂肪胺生产的重组微生物有机体，包含用于将脂肪醛转化成脂肪胺的第一改造的代谢途径。重组微生物有机体具有用于将脂肪醛转化成脂肪胺的第一改造的代谢途径，包括具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶(如上)。在一个实施方案中，重组微生物有机体具有用于将酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸的另一种或第二改造的代谢途径(如上)。在另一个实施方案中，重组微生物有机体还具有用于将脂肪酸转化成脂肪醛的另一种或第三改造的代谢途径。这种第三改造的代谢途径是可任选的，并且与第二改造的代谢途径无关。在此，通过具有羧酸还原酶(CAR)活性的生物合成酶，脂肪酸转化成脂肪醛。在一个实施方案中，具有CAR活性的生物合成酶是由在重组微生物有机体或微生物细胞中表达的编码carB基因的核酸序列所编码。重组微生物有机体或重组微生物细胞在体内或在细胞内生产脂肪胺。脂肪胺被重组微生物有机体或重组微生物细胞释放至培养基中。在一个实施方案中，重组微生物有机体或微生物细胞为重组细菌细胞。本专利技术公开的另一个方面提供了用于脂肪胺生产的重组细菌细胞，其包含编码具有硫酯酶活性的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因；编码具有羧酸还原酶活性的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因；以及编码具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因，其中所述的重组细菌细胞在体内或在细菌细胞内生产脂肪胺。脂肪胺被重组细菌细胞释放至培养基中。在此，具有硫酯酶活性的外源生物合成酶将酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸。具有羧酸还原酶(CAR)活性的外源生物合成酶将脂肪酸转化成脂肪醛。具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶将脂肪醛转化成脂肪胺。在一个实施方案中，具有硫酯酶活性的外源生物合成酶是由编码tesA基因的核酸序列所编码。在另一个实施方案中，具有CAR活性的外源生物合成酶是由编码carB基因的核酸序列所编码。在另一个实施方案中，具有氨基转移酶活性的外源生物合成酶为腐胺氨基转移酶，例如YgjG或GABA氨基转移酶例如PuuE。YgjG是由编码ygjG基因的核酸序列所编码。PuuE是由编码puuE基因的核酸序列所编码。在另一个实施方案中，具有胺脱氢酶活性的外源生物合成酶为甲基胺脱氢酶，例如得自脱氮副球菌的甲基胺脱氢酶。本专利技术公开的另一个方面提供了用于脂肪胺生产的重组细菌细胞，包含编码具有硫酯酶活性而将酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因；编码具有羧酸还原酶活性(CAR)而将脂肪酸转化成脂肪醛的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因；以及编码具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性而将脂肪醛转化成脂肪胺的外源生物合成酶的一个或多个表达的基因，其中所述的重组细菌细胞在体内或在细菌细胞内生产脂肪胺。在一个实施方案中，具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶为腐胺氨基转移酶，例如YgjG。在另一个实施方案中，具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶为GABA氨基转移酶，例如PuuE。YgjG是由在重组细菌细胞中表达的编码ygjG基因的核酸序列编码。相似地，PuuE是由在重组细菌细胞中表达的编码puuE基因的核酸序列编码。在另一个实施方案中，具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶是胺脱氢酶，例如得自脱氮副球菌的甲基胺脱氢酶。在一个实施方案中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于脂肪胺生产的重组微生物有机体，其包含用于将脂肪醛转化成脂肪胺的改造的代谢途径，其中所述的代谢途径包含具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶，并且其中所述的微生物有机体在体内生产所述的脂肪胺。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.05 US 61/912,1841.一种用于脂肪胺生产的重组微生物有机体，其包含用于将脂肪醛转化成脂肪胺的改造的代谢途径，其中所述的代谢途径包含具有氨基转移酶或胺脱氢酶活性的外源生物合成酶，并且其中所述的微生物有机体在体内生产所述的脂肪胺。2.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的脂肪胺被所述的微生物有机体释放至培养物培养基中。3.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的外源生物合成酶为腐胺或GABA氨基转移酶。4.权利要求3所述的重组微生物有机体，其中所述的腐胺氨基转移酶为YgjG。5.权利要求4所述的重组微生物有机体，其中所述的YgjG是由在所述的微生物有机体中表达的编码ygjG基因的核酸序列所编码。6.权利要求3所述的重组微生物有机体，其中所述的GABA氨基转移酶为PuuE。7.权利要求6所述的重组微生物有机体，其中所述的PuuE是由在所述的微生物有机体中表达的编码puuE基因的核酸序列所编码。8.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的外源生物合成酶为胺脱氢酶。9.权利要求8所述的重组微生物有机体，其中所述的胺脱氢酶为脱氮副球菌的甲基胺脱氢酶。10.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的重组微生物有机体进一步包含用于将酰基-ACP或酰基-CoA转化成脂肪酸的另一种改造的代谢途径。11.权利要求10所述的重组微生物有机体，其中所述的酰基-ACP或所述的酰基-CoA通过具有硫酯酶活性的生物合成酶而转化成脂肪酸。12.权利要求11所述的重组微生物有机体，其中所述的具有硫酯酶活性的生物合成酶是由在所述的微生物有机体中表达的编码tesA基因的核酸序列所编码。13.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的重组微生物有机体进一步包含用于将脂肪酸转化成脂肪醛的另一种改造的代谢途径。14.权利要求13所述的重组微生物有机体，其中所述的脂肪酸通过具有羧酸还原酶(CAR)活性的生物合成酶而转化成脂肪醛。15.权利要求14所述的重组微生物有机体，其中具有CAR活性的生物合成酶是由在所述的微生物有机体中表达的编码carB基因的核酸序列所编码。16.权利要求1所述的重组微生物有机体，其中所述的重组微生物有机体为重组微生物细胞。17.权利要求16所述的重组微生物细胞，其中所述的重组微生物细胞为重组细菌细胞。18.权利要求16所述的重组微生物细胞，其中所述的重组微生物细胞选自埃希氏菌属、芽孢杆菌属、蓝藻门、乳杆菌属、发酵单胞菌属、红球菌属、假单胞菌属、曲霉菌属、木霉属、脉孢菌属、镰刀菌属、腐质霉属、根毛霉菌属、克鲁维酵母属、毕赤酵母属、毛霉菌属、毁丝菌属、青霉属、毛平革菌、侧耳属、栓菌属、金孢子菌属、酵母菌属、寡养单胞菌属、裂殖酵母属、耶氏酵母属和链霉菌属。19.权利要求18所述的重组微生物细胞，其中所述的埃希氏菌属为大肠杆菌。20.权利要求18所述的重组微生物细胞，其中所述的蓝藻门选自原绿球藻、聚球藻、集胞藻属、蓝杆藻和念珠藻。21.权利要求18所述的重组微生物细胞，其中所述的蓝藻门选自细长聚球藻PCC7942、集胞藻属的菌种PCC6803和聚球藻的菌种PCC70...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·B·德尔卡黛莉，L·G·霍姆，
申请(专利权)人：REG生命科学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US