纤维素分解酶组合物及其用途制造技术

本发明专利技术涉及包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)的酶组合物，和所述纤维素分解酶组合物用于水解乙酰化纤维素材料的用途。最终，本发明专利技术亦涉及使用本发明专利技术的纤维素分解酶组合物从乙酰化纤维素材料产生发酵产物的工艺。

Cellulose decomposing enzyme composition and its use

The invention relates to an enzyme composition containing cellulose decomposition preparation and acetyl xylan esterase (AXE), and the use of the cellulose decomposing enzyme composition for the hydrolysis of acetylated cellulose material. Finally, the invention also relates to a process for producing fermentation products from acetylated cellulose materials using the cellulose decomposing enzyme composition of the invention.

【技术实现步骤摘要】
纤维素分解酶组合物及其用途本申请是基于申请日为2012年9月21日，优先权日为2011年9月23日，申请号为201280057791.0，专利技术名称为：“纤维素分解酶组合物及其用途”的专利申请的分案申请。涉及序列表本申请包含计算机可读形式的序列表，其通过提述并入本文。专利技术背景
本专利技术涉及纤维素分解酶组合物；使用此种纤维素分解组合物水解乙酰化纤维素材料的方法；和使用本专利技术的纤维素分解酶组合物产生发酵产物的工艺。将含纤维素原料(cellulosicfeedstock)转化为乙醇具有以下优势：大量原料现成可用，避免燃烧或填埋材料是理想的，以及乙醇燃料的清洁性。木材、农业残余物、草本作物和城市固体废物被认为是用于乙醇生产的原料。这些材料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。一旦将纤维素转化成葡萄糖，葡萄糖容易地由酵母发酵成乙醇。纤维素材料的酶促水解的速率和程度取决于多种结构特征如木质素含量，乙酰含量，和结晶度。在天然植物中，半纤维素材料如木糖具有部分的天然乙酰化程度，而纤维素材料(纤维素)则不具备。然而，当对纤维素材料进行用例如酸如乙酸的原材料，则发生乙酰化。此种纤维素材料的乙酰化影响酶促可消化性。WO2005/047499公开了烟曲霉(Aspergillusfumigatus)β-葡糖苷酶及其基因。WO2006/078256公开了烟曲霉GH10木聚糖酶。WO2008/151079公开了用于降解纤维素材料的组合物。WO2009/042846公开了来源于土生梭孢霉(Thielaviaterrestris)的乙酰木聚糖酯酶(AXE)。WO2011/041397公开了具有纤维素分解增强活性的青霉属菌种(Penicilliumsp.)GH61多肽。WO2011/057140公开了烟曲霉纤维二糖水解酶I；烟曲霉纤维二糖水解酶II；和烟曲霉β-木糖苷酶。存在对于可更有效地水解乙酰化纤维素材料的纤维素分解酶组合物的需求。
技术实现思路
本专利技术涉及包含纤维素分解活性的酶组合物；其用于水解乙酰化纤维素材料的用途；和使用本专利技术的纤维素分解酶组合物产生发酵产物的工艺。在第一个方面，本专利技术涉及包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)的酶组合物。在第二个方面，本专利技术涉及水解乙酰化纤维素材料的方法，其包括对所述乙酰化纤维素材料施以本专利技术的酶组合物，所述酶组合物包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)。在一个实施方案中，所述乙酰木聚糖酯酶来源于梭孢壳属(Thielavia)，如土生梭孢霉的菌株，如作为SEQIDNO:2公开于WO2009/042846或本文中的SEQIDNO:1的酶，或与WO2009/042846中的SEQIDNO:2或本文中的SEQIDNO:1具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选95％，如至少96％，如97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。在第三个方面，本专利技术涉及从乙酰化纤维素材料产生发酵产物的工艺，其包括：(a)通过对所述乙酰化纤维素材料施以本专利技术的酶组合物或根据本专利技术的水解方法水解所述材料；(b)使用发酵生物进行发酵；和(c)任选地回收所述发酵产物。附图说明图1显示在11日水解之后的葡萄糖产量(yield)(％)。图2显示在11日水解之后的木糖产量(％)。图3显示来自经预处理的乙酰化玉米秸秆浆(cornstoverpulp)(5％固形物，pH5.2，50℃，6mg蛋白/g纤维素)的结果。定义乙酰化纤维素材料：术语“乙酰化纤维素材料“指与天然纤维素材料相比具有更高程度的乙酰化的纤维素材料。在一个实施方案中，靶纤维素底物的乙酰化％可高至30％(每糖单元平均乙酰基数)。在一个实施方案中，所述乙酰化纤维素材料为0.1-30％，如0.5-20％，优选1-10％，如约5-10％，如约8％乙酰化。乙酰化可根据TechnicalReportNREL/TP-510-42618(2011年7月重新修订)中所述的NREL步骤和如“材料和方法”部分中所述来确定。纤维素材料：术语“纤维素材料”意指包含纤维素的任何材料。纤维素材料的初生细胞壁(primarycellwall)中的主要多糖是纤维素，其次最丰富的是半纤维素，而第三是果胶。次生细胞壁(secondarycellwall)在细胞停止生长后产生，其同样含有多糖并通过共价交联至半纤维素的聚合木质素而加强。纤维素是脱水纤维二糖的均聚物，并且因此是直链β-(1-4)-D-葡聚糖，而半纤维素包括多种化合物，例如木聚糖、木葡聚糖(xyloglucan)、阿拉伯木聚糖和甘露聚糖，具有系列取代基的复杂分支结构。尽管通常是多形的，存在于植物组织中的纤维素主要是平行葡聚糖链的不溶晶体基质。半纤维素通常与纤维素以及其它半纤维素以氢键相连，其帮助稳定细胞壁基质。纤维素通常见于例如植物的茎、叶、壳、皮和穗轴，或树的叶、枝和木材。纤维素材料可以是，但不限于，农业残余物、草本材料(包括能量作物)、城市固体废物、纸浆与造纸厂残余物、废纸和木材(包括林业残余物)(参见，例如，Wiselogel等,1995,于HandbookonBioethanol(CharlesE.Wyman编),pp.105-118,Taylor&Francis,WashingtonD.C.；Wyman,1994,BioresourceTechnology50:3-16；Lynd,1990,AppliedBiochemistryandBiotechnology24/25:695-719；Mosier等,1999,RecentProgressinBioconversionofLignocellulosics,于AdvancesinBiochemicalEngineering/Biotechnology,T.Scheper主编,Volume65,pp.23-40,Springer-Verlag,NewYork)。在本文中应理解的是，纤维素可以是任何形式的木素纤维素，在混合基质中包含木质素、纤维素和半纤维素的植物细胞壁材料。在一个优选的方面，纤维素材料是任何生物质材料。在另一个优选的方面，所述纤维素材料是木素纤维素，其包含纤维素、半纤维素和木质素。在一个方面，纤维素材料是农业残余物。在另一个方面，纤维素材料是草本材料(包括能量作物)。在另一个方面，纤维素材料是城市固体废物。在另一个方面，纤维素材料是纸浆和造纸厂残余物。在另一个方面，纤维素材料是废纸。在另一个方面，纤维素材料是木材(包括林业残余物)。在另一个方面，纤维素材料是芦竹(arundo)。在另一个方面，纤维素材料是甘蔗渣。在另一个方面，纤维素材料是竹材。在另一个方面，纤维素材料是玉米穗轴。在另一个方面，纤维素材料是玉米纤维。在另一个方面，纤维素材料是玉米秸秆。在另一个方面，纤维素材料是芒草属。在另一个方面，纤维素材料是橙皮。在另一个方面，纤维素材料是稻杆。在另一个方面，纤维素材料是柳枝稷(switchgrass)。在另一个方面，纤维素材料是麦杆。在另一个方面，纤维素材料是白杨。在另一个方面，纤维素材料是桉树。在另一个方面，纤维素材料是枞树。在另一个方面，纤维素材料是松树。在另一个方面，纤维素材料是杨树。在另一个方面，纤维素材料是云杉。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酶组合物，其包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)。

【技术特征摘要】
2011.09.23 US 61/538,2111.一种酶组合物，其包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)。2.权利要求1的酶组合物，其中所述纤维素分解制备物来源于里氏木霉(Trichodermareesei)，特异腐质霉(Humicolainsolens)或Chrysosporiumlucknowense。3.权利要求1或2的酶组合物，其中所述乙酰木聚糖酯酶(AXE)来源于梭孢壳属(Thielavia)的菌株，如土生梭孢霉(Thielaviaterrestris)的菌株，如作为SEQIDNO:1公开于本文中的酶，或与本文中的SEQIDNO:1具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选95％，如至少96％，如97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。4.权利要求1-3任一项的酶组合物，其中所述乙酰木聚糖酯酶(AXE)来源于曲霉属(Aspergillus)的菌株，如棘孢曲霉(Aspergillusaculaetus)的菌株，如作为SEQIDNO:2公开于本文中的酶，或与本文中的SEQIDNO:2具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选95％，如至少96％，如97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。5.权利要求1-4任一项的酶组合物，其中所述乙酰木聚糖酯酶(AXE)来源于腐质霉属(Humicola)的菌株，如特异腐质霉的菌株，如作为SEQIDNO:3公开于本文中的酶，或与本文中的SEQIDNO:3具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选95％，如至少96％，如97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。6.权利要求1-5任一项的酶组合物，其中所述纤维素分解制备物为里氏木霉纤维素分解制备物，其进一步包含具有纤维素分解增强活性的桔橙嗜热子囊菌GH61多肽(WO2005/074656中的SEQIDNO:2)，烟曲霉β-葡糖苷酶(WO2005/047499的SEQIDNO:2)和棘孢曲霉木聚糖酶(WO94/21785中公开的XylII)。7.权利要求1-6任一项的酶组合物，其中所述纤维素分解制备物为里氏木霉纤维素分解制备物，其进一步包含具有纤维素分解增强活性的桔橙嗜热子囊菌GH61多肽，烟曲霉β-葡糖苷酶和棘孢曲霉木聚糖酶，且所述乙酰木聚糖酯酶(AXE)为来源于土生梭孢霉、本文中的SEQIDNO:1的酶，或与本文中的SEQIDNO:1具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选至少95％，如至少96％，如至少97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。8.权利要求1-6任一项的酶组合物，其中所述纤维素分解制备物为里氏木霉纤维素分解制备物，其进一步包含具有纤维素分解增强活性的埃默森青霉(Penicilliumemersonii)GH61A多肽，烟曲霉...

【专利技术属性】
技术研发人员：P伊耶，AR加斯珀，J克鲁南伯格斯，TP宾德，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK