固醇代谢的抑制剂使微藻内甘油三酯累积的应用及其方法技术

本发明专利技术涉及一种通过抑制固醇代谢使微藻内三酰基甘油累积的方法，所述抑制固醇代谢通过用固醇代谢的抑制剂孵育微藻来进行。本发明专利技术还涉及一种用于生产脂肪酸、生物燃料、药物组合物或化妆品组合物，和食品补充剂的方法，所述方法包括根据本发明专利技术的微藻内的三酰基甘油累积的步骤。最后，本发明专利技术关注于固醇代谢的抑制剂在微生物，并且优选微藻内使甘油三酯累积的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过抑制固醇代谢的方式使微藻内三酰基甘油累积的方法。本专利技术还涉及一种用于生产脂肪酸、生物燃料、药物组合物或化妆品组合物，和食品补充剂的方法，所述方法包括根据本专利技术的使微藻内三酰基甘油累积的步骤。最后，本专利技术关注于固醇代谢的抑制剂在微生物，并且优选微藻内使甘油三酯累积的应用。
技术介绍
已知的是，用于营养目的的作物不能转变成用于生产油籽的作物(Durrettetal.,ThePlantJournal(2008)54,593-607)。因此，努力在其它生物(如藻类)中进行油的生产(Chisti,BiotechnologyAdvances25(2007)294-306；Chisti,TrendsinBiotechnology,2008,Vol26,No.3；Dismukesetal.,CurrentOpinioninBiotechnology2008,19:235-240；Scottetal.,CurrentOpinioninBiotechnology2010,21:277-286；Singhetal.,BioresourceTechnology102(2011)26-34)。对藻类(下表1)中产生三酰基甘油(TAG，也被称为油)所进行的研究聚焦于细胞内液滴中TAG的增加。表1：一些藻类中的油含量(来自Chisti,BiotechnologyAdvances25(2007)294-306)在EPOBIO报告(Micro-andmacro-algae:utilityforindustrialapplication,September2007,Editor:DiannaBowles)中总结了微藻相对于陆地植物的优点。在陆地上可耕种的植物(作物)和在开放池或密闭反应器中生长的微藻均为生物燃料以及用于工业目的的TAG和脂肪酸的潜在来源(Dismukesetal.,CurrentOpinioninBiotechnology2008,19:235-240)。然而，密集农业引起了密切的关注：作物应用暗示了作物由食物链到非食物链的转移。因此，需要努力开发新一代的基于光合微生物的生物燃料。在用于生产TAG的植物中，微藻具有如下的主要优点：-该生物资源不与用于动物或人类营养的农业资源竞争。-能够在受控密闭的条件下，利用回收的人类其它活动产生的无机废弃物和有机废弃物，以环境友好的过程监控海藻的生长；并且微藻能够用于捕获工业副产气体(例如CO2)并将其转化成有价值的有机分子(Chisti,BiotechnologyAdvances25(2007)294-306；Chisti,TrendsinBiotechnology,2008,Vol26,No.3；Chisti,JournalofBiotechnology167(2013)201-214)。-海藻生物质产率高，当与陆地植物相比时，微藻显示出在成本节约下，极高的产率趋势(参见表2)。该产量是可变的并且取决于所采用的培养方法：其在开放池系统中是相对较低的；而在封闭光生物反应器(能够控制培养参数)中，该产量显著地提高。-该生物资源并不依赖于地理位置或季节。表2：主要作物(“C3”或“C4”型光合作用)和微藻(“EPOBIO计划”报告的摘录，纽约大学(09/2007)，表4)的生物质产率的比较该生物工业部分的经济可行性受到如下挑战：对总体生物质产量(即，每升产生的海藻有机物质的干重量)以及有价值分子的比例(即，每干重中TAG的足够高的比例用于工业提取和处理)的组合的当下制约(Chisti,BiotechnologyAdvances25(2007)294-306；Chisti,TrendsinBiotechnology,2008,Vol26,No.3；Chisti,JournalofBiotechnology167(2013)201-214)。具体地，微藻的油脂组成适用于生物柴油的生产(Dismukesetal.,CurrentOpinioninBiotechnology2008,19:235-240；Scottetal.,CurrentOpinioninBiotechnology2010,21:277-286)。由微藻生产生物柴油的基本原理是利用阳光将水和二氧化碳转化成生物质。随后通过施加外部刺激(如营养应力)，和/或通过代谢的基因工程使该生物质特异性地定向用于产生生物燃料的油的合成(DorvalCourchesneetal.,JournalofBiotechnology141(2009)31-41)。就丰度而言，三类最重要的微藻为硅藻(硅藻纲，Bacillariophyceae)，绿藻(绿藻纲，Chlorophyceae)以及金藻(金藻纲，Chrysophyceae)(EPOBIO定义)。硅藻为海洋、淡水和各种土壤生境中浮游植物多样性的重要门类。它们占高达25％的地球初级生产力。对该群组的真核生物的研究受益于对壳缝羽纹硅藻(pennatediatom)的模型，三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)的研究。像其他微藻一样，硅藻被认为是用于替代化石燃料的烃类或来自石油化学的化学品的合理替代来源，基于如下的假定，其具有中性CO2平衡的优点：通过光合作用，CO2和水能够有效地转化成生物质并且能够控制碳代谢，从而它们使TAG累积极力丰富(energetically-rich)。已经对囊泡藻界(Chromalevolata)总门(包括三角褐指藻Phaeodactylumtricornutum)的不同浮游生物进行关注，关注于它们累积TAG的能力，有希望在工业化工艺中实现其初始产率、合适的稳定性以及物理性质。三角褐指藻Phaeodactylumtricornutum目前用于工业生产ω-3多元不饱和脂肪酸，但是当利用常规营养物不足的方法(诸如氮缺乏)来引起TAG累积时，该应用以及其他应用(诸如生物燃料)的工业实施仍然受限于生物质的生长迟缓和低产率(Chisti,JournalofBiotechnology167(2013)201-214)。这些方法具有一重要的缺陷：氮缺乏导致了对生长的限制。三角褐指藻Phaeodactylumtricornutum显示出用于工业实施的感兴趣的性质，如在没有硅的存在下的生长能力或可用于收获技术的细胞的沉降能力。可依赖于多种策略的组合对促进TAG累积进行尝试，这些策略包括：刺激脂肪酸和TAG的生物合成，阻断碳向替代代谢途径转移的路径以及最终阻止TAG的分解代谢。小分子能够在TAG代谢的三个方面中发挥作用。通过抑制或阻断碳通量向替代代谢的代谢路径，能够促进微生物内油的累积。例如，众所周知的是，阻断碳水化合物以存储糖(诸如淀粉)形式的累积促进油的累积(Siautetal.,BMCBiotechnology2011,11:7)。然而，仍然需要一种替代方法，该替代方法在藻类生长于富含氮的介质中时，通过试图避免阻断碳水化合物储存代谢来引起油的累积。事实上，在CO2光合转化后产生的碳水化合物用作细胞内所有其他有机分子的碳源，从而阻断它们的储存对细胞生长具有非常严重的负面影响。也可阻断利用碳的其它代谢路径，并且能够对向TAG代本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过抑制固醇代谢引起微藻内三酰基甘油累积的方法，所述抑制固醇代谢通过用固醇代谢的抑制剂孵育微藻来进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.27 EP 14305111.81.一种通过抑制固醇代谢引起微藻内三酰基甘油累积的方法，所述抑制固醇代谢通过用固醇代谢的抑制剂孵育微藻来进行。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孵育的步骤在含氮介质中进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述微藻选自硅藻门的微藻、囊泡藻界门的微藻以及原始色素体生物门的微藻。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述微藻选自：硅藻微藻种的三角褐指藻和假微型海链藻；囊泡藻界微藻种的微拟球藻，并且优选海洋富油微拟球藻、海洋微拟球藻、盐生微拟球藻；以及原始色素体生物微藻种的衣藻、绿藻、小球藻。5.根据权利要求1至4所述的方法，其中，所述固醇代谢的抑制剂为式(I)的化合物或其盐：其中：R41和R42，相同或不同，表示氢原子、烷基、烯基、炔基，或羟基、-COR4a或-COOR4a基团，其中，R4a表示氢原子，可选地被独立选自烷基或环烷基的一个或多个基团取代的直链或支链的烷基，可选地被独立选自烷基或环烷基的一个或多个基团取代的芳基，可选地被独立选自烷基或环烷基的一个或多个基团取代的杂芳基；或者R41和R42一起形成通过双键连接的氧原子；R43表示氢原子或烷基；以及R44、R45和R46，相同或不同，表示氢原子、烷基、烷氧基、羟基或通过双键连接的氧原子，所述烷基可选地被一个或多个卤原子取代，并且在所述烷基的链中可选地包括一个或多个亚砜官能团。6.根据权利要求1至4所述的方法，其中，所述固醇代谢的抑制剂为式(II)的化合物：其中：W3、X3、Y3和Z3表示碳原子、硫原子、氮原子或氧原子；n3和n3′独立地为等于0或1的整数，并且优选地，n3和n3′等于1；R31和R32，相同或不同，表示氢原子、直链或支链的烷基、烯基、炔基、烷基烯基、炔基烯基、环烷基、烷基芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基、杂烷基、杂芳基；或者R31和R32一起形成包括5至6个碳原子的环烷基，该环烷基的一个或两个碳原子可能被一个或两个杂原子替代；或者R31和R32之一与R39一起形成包括5至6个碳原子的环烷基，该环烷基的一个或两个碳原子可能被一个或两个杂原子替代，所述R31或R32可选地被独立选自以下基团的一个或多个基团取代：直链或支链的烷基，环烷基、诸如炔基，芳基烷基，芳基，杂芳基，羟基，卤素，硝基，-COR3a或-NR3aR3b，其中，R3a和R3b相同或不同，表示氢原子，或直链或支链的烷基链；R33表示氢原子、直链或支链的烷基链，或者腈基；R34、R35、R36、R37、R38和R39，相同或不同，表示氢原子，或者卤原子，或者羟基。7.根据权利要求1至4所述的方法，其中，所述固醇代...

【专利技术属性】
技术研发人员：美利莎·康特，利娜朱厄纳·多尔希，科琳·梅，卡罗琳·巴雷特，迪米特里斯·佩特劳特索斯，丹尼斯·法尔科内特，朱丽叶·茹赫特，法布里斯·瑞贝耶，让克里斯托夫·桑特拉，埃里克·马雷查尔，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR