用于生产醛的方法技术

描述了用于生产目标物质，例如醛，如香草醛的方法。通过使用具有生产目标物质的能力的微生物从碳源或目标物质的前体生产目标物质，其中微生物已经经过修饰而具有特定的羧酸还原酶(CAR)基因，例如戈登氏菌CAR基因、新鞘氨醇杆菌CAR基因或胶球藻CAR基因。

Method for producing aldehyde

A method for producing target substances, such as aldehydes, such as vanillin, is described. Microorganisms capable of producing target substances are used to produce target substances from precursors of carbon sources or target substances, in which microorganisms have been modified to possess specific carboxylate reductase (CAR) genes, such as Gordonia CAR gene, Sphingobacterium neosphingitidis CAR gene or Gloeococcus CAR gene.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产醛的方法专利
本专利技术涉及通过使用微生物生产目标物质，例如醛诸如香草醛的方法。专利技术背景香草醛是造成香草气味的主要成分，通过混入食品、饮料、香水等中作为芳香物使用。香草醛主要通过从天然产物中提取或通过化学合成来生产。生物工程技术也已经尝试用来生产香草醛，例如通过使用各种微生物与丁香油酚、异丁香油酚、阿魏酸、葡萄糖、香草酸、椰子壳等作为原料(NPL1)进行。其他生物工程方法包括作为糖苷生产香草醛的方法(PTL1和2)、使用香草醛合酶从阿魏酸生产香草醛的方法(PTL3)以及通过大肠杆菌发酵来生产香草酸，然后将香草酸酶促转化为香草醛的方法(PTL4)。香草醛可以通过中间体原儿茶酸生产。具体地，可以分别通过O-甲基转移酶(OMT)或醛氧化还原酶(羧酸还原酶；CAR)的作用将原儿茶酸转化为香草酸或原儿茶醛；并且分别通过CAR或OMT的作用将香草酸或原儿茶醛转化为香草醛。此外，异香草醛可以通过中间体原儿茶酸作为副产物生产。具体地，可以通过OMT的作用将原儿茶酸转化为异香草酸；并且可以通过CAR的作用将异香草酸转化为异香草醛。[引用列表][专利文献]PTL1:WO2013/022881PTL2:WO2004/111254PTL3:JP2015-535181PTL4:US6372461[非专利文献]NPL1:KaurB.andChakrabortyD.,Biotechnologicalandmolecularapproachesforvanillinproduction:areview.ApplBiochemBiotechnol.2013Feb；169(4):1353-72.专利技术概述在纯化过程期间难以分离醛诸如香草醛与另一种醛诸如原儿茶醛和异香草醛。因此，香草醛的选择性生成可以用于例如减少纯化成本。然而，先前尚未报告适合于香草醛的选择性生成的CAR。本专利技术的一方面是开发用于改善目标物质，例如醛诸如香草醛的生产的新技术，诸如可用于目标物质的选择性生成的新技术，从而提供用于有效生产目标物质的方法。本文中描述了通过使用能够表达Gordoniaeffusa、马来西亚新鞘氨醇杆菌(Novosphingobiummalaysiense)或Coccomyxasubellipsoidea的羧酸还原酶(CAR)基因的微生物可以显著改善微生物生产目标物质，例如醛诸如香草醛的能力。本专利技术的一方面提供了一种生产目标物质的方法，所述方法包括：通过使用具有生产所述目标物质的能力的微生物来生产所述目标物质，其中所述目标物质是醛，其中所述微生物已经进行了修饰而使该微生物具有醛氧化还原酶基因，且其中所述醛氧化还原酶基因编码选自由以下组成的组的蛋白质：(a)包含SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列的蛋白质；(b)包含SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列，且该氨基酸序列包含1至10个氨基酸残基的取代、缺失、插入和/或添加的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性；(c)包含与SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列具有90％或更高的同一性的氨基酸序列的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述生产包括：在含有碳源的培养基中培养所述微生物以在所述培养基中生产和积累所述目标物质。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述生产包括：通过使用所述微生物以将所述目标物质的前体转化成所述目标物质。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述转化包括：在含有所述前体的培养基中培养所述微生物以在所述培养基中生产和积累所述目标物质。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述转化包括：在反应混合物中允许所述微生物的细胞作用于所述前体以在所述反应混合物中生产和积累所述目标物质。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述细胞选自由以下组成的组：-存在于所述微生物的培养液中的细胞，-从所述培养液中收集的细胞，-存在于所述培养液的加工产物中的细胞，-存在于收集的细胞的加工产物中的细胞，和-这些的组合。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述前体是选自由以下组成的组的物质：原儿茶酸、香草酸、苯甲酸、L-苯丙氨酸、肉桂酸和它们的组合。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，所述方法还包括从所述培养基或反应混合物中收集所述目标物质。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物是属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)的细菌、棒状杆菌细菌(coryneformbacterium)或酵母。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物是属于棒状杆菌属(Corynebacterium)的细菌。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物是谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物是属于埃希氏菌属(Escherichia)的细菌。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物是大肠杆菌(Escherichiacoli)。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述目标物质是芳族醛。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述目标物质是选自由以下组成的组的芳族醛：香草醛、苯甲醛、肉桂醛和它们的组合。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物已经以与未修饰的菌株相比参与所述目标物质的生物合成的酶的活性得以增加的方式进行了进一步的修饰。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述参与目标物质的生物合成的酶能够催化从所述目标物质的前体向所述目标物质的转化。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述参与目标物质的生物合成的酶选自由以下组成的组：3-脱氧-D-阿拉伯糖-庚酮糖酸7-磷酸合酶、3-脱氢奎尼酸合酶、3-脱氢奎尼酸脱水酶、3-脱氢莽草酸脱水酶、O-甲基转移酶、苯丙氨酸氨裂合酶和它们的组合。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物已经以与未修饰的菌株相比磷酸泛酰巯基乙胺基转移酶的活性得以增加的方式进行了进一步的修饰。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物已经以与未修饰的菌株相比除所述目标物质以外的物质的摄取系统的活性得以增加的方式进行了进一步的修饰。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述摄取系统选自由以下组成的组：香草酸摄取系统、原儿茶酸摄取系统和它们的组合。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述微生物已经以与未修饰的菌株相比在所述目标物质的生产期间参与生产副产物的酶的活性得以降低的方式进行了进一步的修饰。本专利技术的另一方面提供了如本文中描述的方法，其中所述在目标物质的生产期间参与生产副产物的酶选自由以下组成的组：香草酸脱甲基酶、原儿茶酸3,4-双加氧酶、醇脱氢酶、莽草酸脱氢酶和它们的组合。专利技术详述在下文，将详细解释本专利技术。<1>本专利技术的微生物如本文中描述的微生物是具有生产目标物质的能力的微生物，所述微生物已经经过修饰而具有(即含有)特定的羧酸还原酶(CAR)基因，诸如戈登氏菌(Gordonia)CAR基因、新鞘氨醇杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产目标物质的方法，所述方法包括：通过使用具有生产所述目标物质的能力的微生物来生产所述目标物质，其中所述目标物质是醛，其中所述微生物已经进行了修饰而使该微生物具有醛氧化还原酶基因，且其中所述醛氧化还原酶基因编码选自由以下组成的组的蛋白质：(a)包含SEQ ID NO:18、79或83的氨基酸序列的蛋白质；(b)包含SEQ ID NO:18、79或83的氨基酸序列，且该氨基酸序列包含1至10个氨基酸残基的取代、缺失、插入和/或添加的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性；(c)包含与SEQ ID NO:18、79或83的氨基酸序列具有90％或更高的同一性的氨基酸序列的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 JP 2016-211103;2016.10.27 JP 2016-211101.一种生产目标物质的方法，所述方法包括：通过使用具有生产所述目标物质的能力的微生物来生产所述目标物质，其中所述目标物质是醛，其中所述微生物已经进行了修饰而使该微生物具有醛氧化还原酶基因，且其中所述醛氧化还原酶基因编码选自由以下组成的组的蛋白质：(a)包含SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列的蛋白质；(b)包含SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列，且该氨基酸序列包含1至10个氨基酸残基的取代、缺失、插入和/或添加的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性；(c)包含与SEQIDNO:18、79或83的氨基酸序列具有90％或更高的同一性的氨基酸序列的蛋白质，且其中所述蛋白质具有醛氧化还原酶活性。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产包括：在含有碳源的培养基中培养所述微生物以在所述培养基中生产和积累所述目标物质。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述生产包括：通过使用所述微生物以将所述目标物质的前体转化成所述目标物质。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述转化包括：在含有所述前体的培养基中培养所述微生物以在所述培养基中生产和积累所述目标物质。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述转化包括：在反应混合物中允许所述微生物的细胞作用于所述前体以在所述反应混合物中生产和积累所述目标物质。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述细胞选自由以下组成的组：-存在于所述微生物的培养液中的细胞，-从所述培养液中收集的细胞，-存在于所述培养液的加工产物中的细胞，-存在于收集的细胞的加工产物中的细胞，和-这些的组合。7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中所述前体是选自由以下组成的组的物质：原儿茶酸、香草酸、苯甲酸、L-苯丙氨酸、肉桂酸和它们的组合。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，所述方法还包括从所述培养基或反应混合物中收集所述目标物质。9.根据权利要求1至8中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：户矢崎未来，福井启太，
申请(专利权)人：味之素株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP