硝基氧诱导在微藻中生产三酰甘油的方法和用途、该方法的用途、生物燃料的制法技术

本发明专利技术涉及一种用于促使在微藻中积累三酰甘油(TAG)的方法，所述方法包括使外源性硝基氧(NO)源与所述微藻在所述微藻的生长培养基中接触的步骤；还涉及上述方法用于生产脂肪酸、生物燃料、药物组合物或化妆品组合物或食品补充剂的用途；又涉及用于生产生物燃料的方法；以及外源性硝基氧用于促使在微藻中积累三酰甘油(TAG)的用途。

【技术实现步骤摘要】
硝基氧诱导在微藻中生产三酰甘油的方法和用途、该方法的用途、生物燃料的制法
本专利技术涉及一种通过向生长培养基中加入硝基氧供体在微藻中积累三酰甘油(TAG)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，以及食品补充剂的方法，所述方法包括根据本专利技术的在微藻中积累三酰甘油的步骤。最后，本专利技术涉及硝基氧供体用于在微藻中积累甘油三酯的用途。
技术介绍
已经认识到，用于营养目的的作物不能转变成用于生产油籽的作物(Durrett等，ThePlantJournal(2008)54，593-607)。因此，人们致力于在其它生物体如藻类中生产油(Chisti，BiotechnologyAdvances，25(2007)，294-306；Chisti，TrendsinBiotechnology，2008，Vol26，No.3；Dismukes等，CurrentOpinioninBiotechnology，2008，19：235-240；Scott等，CurrentOpinioninBiotechnology，2010，21：277-286；Singh等，BioresourceTechnology，102(2011)，26-34)。在藻类(下表1)中生产三酰甘油(TAG，也称为油)的研究已集中于增加细胞内液滴中的TAG。表1：一些藻类的油含量(来自Chisti，BiotechnologyAdvances，25(2007)，294-306)微藻相对于陆地植物的优点已总结在EPOBIO报告(Micro-andmacro-algae：utilityforindustrialapplication，2007年9月，编辑：DiannaBowles)中。在耕地上可栽培的植物(作物)和在开放池塘或密闭反应器中生长的微藻均是用于工业目的和生物燃料的TAG和脂肪酸的潜在来源(Dismukes等人，CurrentOpinioninBiotechnology，2008，19：235-240)。然而，集约型农业实践和作物从食物链向非食物链的转变引起了严重关注。因此，需要努力开发基于光合微生物的新一代生物燃料。关于生产TAG，微藻相对于植物的主要优点如下：这种生物资源不与用于动物或人类营养品的农业资源竞争。藻类生长可以在使用由其他人类活动所产生的再循环无机和有机废物的环境友好的过程中在受控和密闭条件下进行监控，并且微藻的使用允许捕获并将工业副产物气体(例如CO2)转化成有价值的有机分子(Chisti，BiotechnologyAdvances，25(2007)，294-306；Chisti，TrendsinBiotechnology，2008，Vol26，No.3；Chisti，JournalofBiotechnology，167(2013)，201-214)。藻类生物质生产率高，微藻与陆地植物相比在节约成本情况下具有非常高的生产率潜力(参见表2)。它们的产量是可变的并且由所采用的培养方法决定：在开放的池塘系统中产量相对低，而在可以控制培养参数的封闭光生物反应器中产量可以显著增加。这种生物资源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)和微藻的生物质生产率的比较(摘自《EPOBIO项目》报告，约克大学(09/2007)，表4)。生物产业这一领域的经济可行性受到当前限制的挑战，当前限制是组合总生物质产量(即每升所生产的藻类有机物的干重)和有价值分子所占的比例(即对于工业提取和加工，每单位干重足够高比例的TAG)(Chisti，BiotechnologyAdvances，25(2007)，294-306；Chisti，TrendsinBiotechnology，2008，Vol26，No.3；Chisti，JournalofBiotechnology，167(2013)，201-214)。具体地，微藻的脂质组成适用于生物柴油的生产(Dismukes等，CurrentOpinioninBiotechnology，2008，19：235-240；Scott等，CurrentOpinioninBiotechnology，2010，21：277-286)。由微藻生产生物柴油的基本原理是使用阳光将水和二氧化碳转化为生物质。然后通过施加外部刺激如营养胁迫，和/或通过代谢的基因工程，将该生物质特异性地转向合成用于产生生物燃料的油(DorvalCourchesne等，JournalofBiotechnology，141(2009)，31-41)。就丰度而言，三类最重要的微藻是绿藻(绿色植物界，绿藻纲)、硅藻(囊泡藻总门，不等鞭毛门，硅藻纲)和金藻(囊泡藻总门，不等鞭毛门，金藻纲)(EPOBIO定义)。硅藻是海洋、淡水和各种土壤栖息地中浮游植物生物多样性的主要门类。它们负责高至25％的全球初级生产率。对该组真核生物的研究受益于三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)的最近发展，三角褐指藻是羽纹纲硅藻(pennatediatoms)的模型。基于CO2和水可通过光合作用有效转化为生物质和可以控制碳代谢从而硅藻能积累富含能量的TAG的假设，具有中性CO2平衡的优点的硅藻与其他微藻一样被认为是碳氢化合物的合理替代来源以替代来自石油化学的化石燃料或化学品。已对包括三角褐指藻在内的囊泡藻总门的各种浮游植物生物体进行关注，关注于它们积累TAG的能力，在工业化工艺中实现有前景的初始产率、合适的稳定性以及物理性质。三角褐指藻目前用于ω-3多不饱和脂肪酸的工业生产，但当使用常规营养饥饿途径(如氮饥饿)促使TAG积累时，该应用和其他应用(如生物燃料)的工业实施仍受到生长迟缓和生物质产量低的限制(Chisti，JournalofBiotechnology，167(2013)，201-214)。因此，目前，降低生长培养基中硝酸根(NO3-)的可用性是促使在微藻中积累TAG的最常用的方法。然而，生长培养基中硝酸根的可用性降低也阻碍了细胞的生长(AdamsC，GodfreyV，WahlenB，SeefeldtL，BugbeeB.BioresourTechnol.2013，131，188-194)。因此，尽管通过这种方法确实增加了TAG的积累(每个微藻细胞的TAG)，但该积累不足以抵消由生长降低所引起的损失，结果，生产率(三酰甘油TAG的量/(每单位体积的微藻培养基×每天))的提高是有限的。因此，这些方法有严重的缺点，该缺点是氮饥饿诱导的生长限制。三角褐指藻表现出令人关注的工业实施性质，如在不存在硅或不存在对收获技术有用的细胞沉降的情况下的生长能力。促进TAG积累的尝试可以依赖于可组合的各种策略，包括刺激脂肪酸和TAG生物合成，阻断将碳转移到替代性代谢的途径并最终阻止TAG分解代谢。小分子可以作用于TAG代谢的这三个方面中的每一个。作为另一种方法，可以通过抑制或阻断将碳通量引导至替代代谢物的代谢途径来促进油在微生物中的积累。例如，众所周知阻断碳水化合物在储存糖(如淀粉)中的积累可以促进油的积累(Siaut等人，BMCBiotechnology，2011，11：7)。然而，阻断碳水化合物的储存对细胞生长有负面影响，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于促使在微藻中积累三酰甘油(TAG)的方法，包括使外源性硝基氧(NO)源与所述微藻在所述微藻的生长培养基中接触的步骤(i)。

【技术特征摘要】
2016.01.29 EP 16305089.11.一种用于促使在微藻中积累三酰甘油(TAG)的方法，包括使外源性硝基氧(NO)源与所述微藻在所述微藻的生长培养基中接触的步骤(i)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外源性硝基氧源是硝基氧供体(NO供体)，尤其是有机NO供体。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述生长培养基含有硝酸根(NO3-)和/或亚硝酸根(NO2-)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述微藻选自硅藻门、囊泡藻门和原始色素体生物门的微藻。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述微藻选自硅藻微藻种三角褐指藻和假微型海链藻，以及原始色素体生物微藻种衣藻、虫毛球藻、小球藻。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述有机NO供体选自二醇二氮烯和S-亚硝基硫醇。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述有机NO供体是S-亚硝基硫醇。8.根据权利要求7所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·马雷夏尔，利娜朱厄纳·多尔希，
申请(专利权)人：原子能和替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：法国,FR