用包含蛋白酶的酶组合物溶解城市固体废物的方法及其酶组合物技术

本发明专利技术披露了一种用于用酶组合物溶解或水解城市固体废物的方法，该酶组合物包含：(i)纤维素分解酶组合物，和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQ ID NO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQ ID NO:5具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQ ID NO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQ ID NO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQ ID NO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶。

Method for dissolving municipal solid waste with enzyme composition containing protease and its enzyme composition

The invention discloses a method for dissolving or hydrolyzing municipal solid waste with an enzyme composition comprising: (I) cellulosic enzyme composition, and (II) protease selected from the following groups: (a) protein having at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% identity with amino acids 1 to 177 of SEQ ID No: 1 Enzyme, or a fragment thereof with protease activity; (b) protease with at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% identity with SEQ ID No: 5; (c) protease with at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% identity with SEQ ID No: 32, or a variant thereof; (d) protease with SEQ ID No: 5 ID No: 33 has protease with at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% identity; and (E) protease with at least 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% or 100% identity with amino acids 199 to 564 of SEQ ID No: 36.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用包含蛋白酶的酶组合物溶解城市固体废物的方法及其酶组合物序列表的引用本申请含有一个计算机可读形式的序列表。将该计算机可读形式通过引用并入本文。
本专利技术涉及用包含蛋白酶的酶组合物溶解或水解城市固体废物的方法。专利技术背景城市固体废物(MSW)通常被称为垃圾(trash)、废物(garbage)、废弃物(refuse)或垃圾物(rubbish)。它典型地由来自城市的固体废物级分组成，且包括例如来自家庭、学校、办公室、医院、机构等的废物。MSW在世界范围内以非常大的量产生。仅在欧洲，2012年就产生了244万吨。MSW产生的挑战很多，且可以包括收集、分类、处理和处置。此外，熟知的环境问题(例如来自垃圾填埋的空气和地下水污染)与MSW有关。由于世界人口的增加导致废物产生的增加，适宜的可持续的MSW管理是全球性挑战。MSW的酶处理为MSW管理提供了创新性的方法(Jensen等人,2010,WasteManagement[废物管理]30,第2497-2503页；Jensen等人,2011,Biochem.Biotechnol[生物化学与生物技术].165,第1799-1811页；Tonini和Astrup,2012,WasteManagement[废物管理]32,第165-176页)。此技术基于使用水解酶对有机可降解部分的液化/溶解步骤，和随后将MSW分离成生物液体和固体。生物液体可用于产生沼气，而固体可进一步分类并根据材料的组成用于再循环或燃烧。已证明该技术甚至在高干物质浓度(35％)下都非常稳健，且已在处理高达1吨MSW/小时的试点/示范设施中得到证实。已经清楚地例示了将纤维素酶用于液化MSW并随后将未分类的废物分离成生物液体(用于产生沼气)和适于再循环的无机有价值产物(WO2013/185777A1)。WO2016/030480和WO2016/030472披露了与纤维素酶混合的不同酶的共混物用于溶解MSW的模型底物。与共混物的各组分的单独贡献相比，这些共混物在溶解MSW中提供了协同效应。本领域需要能够溶解城市固体废物的更有效的酶组合物。本专利技术提供了此类酶组合物及其在溶解城市固体废物的方法中的用途。
技术实现思路
本专利技术涉及用于溶解城市固体废物的方法，这些方法包括用有效量的酶组合物处理该城市固体废物以产生溶解的城市固体废物，该酶组合物包含(i)纤维素分解酶组合物和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQIDNO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQIDNO:5具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQIDNO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQIDNO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQIDNO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶。在一方面，这些方法进一步包括回收该溶解的城市固体废物。本专利技术还涉及用于产生发酵产物的方法，这些方法包括：(a)用有效量的酶组合物溶解城市固体废物，该酶组合物包含(i)纤维素分解酶组合物和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQIDNO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQIDNO:5具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQIDNO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQIDNO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQIDNO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(b)用一种或多种(例如，若干种)发酵微生物发酵该溶解的城市固体废物，以产生发酵产物；以及(c)从该发酵中回收该发酵产物。本专利技术还涉及发酵城市固体废物的方法，这些方法包括：用一种或多种(例如，若干种)发酵微生物发酵城市固体废物，其中用酶组合物溶解该城市固体废物，该酶组合物包含(i)纤维素分解酶组合物和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQIDNO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQIDNO:5的氨基酸具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQIDNO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQIDNO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQIDNO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶。在一方面，城市固体废物的发酵产生发酵产物。在另一方面，这些方法进一步包括从该发酵中回收该发酵产物。本专利技术还涉及酶组合物，这些酶组合物包含(i)纤维素分解酶组合物和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQIDNO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQIDNO:5的氨基酸具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQIDNO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQIDNO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQIDNO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于溶解城市固体废物的酶组合物，所述组合物包含：(i)纤维素分解酶组合物，和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQ ID NO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQ ID NO:5具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQ ID NO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQ ID NO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQ ID NO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170414 CN PCT/CN2017/0805691.一种用于溶解城市固体废物的酶组合物，所述组合物包含：(i)纤维素分解酶组合物，和(ii)选自由以下组成的组的蛋白酶：(a)与SEQIDNO:1的氨基酸1至177具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其具有蛋白酶活性的片段；(b)与SEQIDNO:5具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；(c)与SEQIDNO:32具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶、或其变体；(d)与SEQIDNO:33具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶；和(e)与SEQIDNO:36的氨基酸199至564具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的蛋白酶。


2.如权利要求1所述的酶组合物，该酶组合物包含选自由以下组成的组的一种或多种酶：纤维素酶、AA9多肽、β-葡聚糖酶、纤维素诱导蛋白、半纤维素酶、酯酶、棒曲霉素、木质素分解酶、脂肪酶、甘露聚糖酶、氧化还原酶、果胶酶以及膨胀素。


3.如权利要求3所述的酶组合物，其中该纤维素酶是选自由以下组成的组的一种或多种酶：内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、和β-葡糖苷酶。


4.如权利要求3所述的酶组合物，其中该半纤维素酶是选自由以下组成的组的一种或多种酶：木聚糖酶、乙酰木聚糖酯酶、阿魏酸酯酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、木糖苷酶、以及葡糖醛酸糖苷酶。


5.如权利要求1-5中任一项所述的酶组合物，其中所述酶组合物进一步包含选自以下的一种或多种酶：脂肪酶、甘露聚糖酶、果胶酶和β-葡聚糖酶。


6.如权利要求1所述的酶组合物，其中该纤维素分解酶组合物包含(a)内切葡聚糖酶I，(b)内切葡聚糖酶II，(c)纤维二糖水解酶I或其变体；(d)纤维二糖水解酶II或其变体；(e)β-葡糖苷酶或其变体；(f)具有纤维素分解增强活性的AA9多肽；以及任选地(g)木聚糖酶和/或(h)β-木糖苷酶。


7.如权利要求1所述的酶组合物，其中该纤维素分解酶组合物来源于里氏木霉，该纤维素分解酶组合物进一步包含SEQIDNO:15的纤维二糖水解酶I、SEQIDNO:16的纤维二糖水解酶II、SEQIDNO:17的β-葡糖苷酶、SEQIDNO:18的具有纤维素分解增强活性的AA9(GH61)多肽、SEQIDNO:21的木聚糖酶、和SEQIDNO:22的β-木糖苷酶。


8.如权利要求1-7中任一项所述的酶组合物，其中所述蛋白酶来源于嗜热子囊菌属的真菌，例如物种金黄色嗜热子囊菌，例如菌株金黄色嗜热子囊菌CGMCC编号0582；或所述蛋白酶来源于激烈火球菌、克劳氏芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、或大型亚灰树花菌的菌株。


9.如权利要求5所述的酶组合物，其中该脂肪酶与SEQIDNO:2具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性和/或来源于嗜热丝孢菌属物种如疏棉状嗜热丝孢菌；或者，所述脂肪酶来源于腐质霉属物种如特异腐质霉。


10.如权利要求5所述的酶组合物，其中该甘露糖苷酶是与SEQIDNO:3或其同源物具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性的内切甘露糖苷酶，和/或来源于芽孢杆菌属如博戈里亚芽孢杆菌、或来源于篮状菌属如雷塞氏篮状菌的内切甘露糖苷酶。


11.如权利要求5所述的酶组合物，其中该β-葡聚糖酶与SEQIDNO:4或其同源物具有至少50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或100％同一性，和/或来源于曲霉属的成员如棘孢曲霉。


12.如权利要求1-11中任一项所述的酶组合物，其中该蛋白酶以总酶蛋白的0.1％-2％w/w的比率存在，优选地以总酶蛋白的0.2％、0.4％或1％w/w的比率存在。


13.如权利要求1-12中任一项所述的酶组合物，其中该脂肪酶以总酶蛋白的0-10％w/w的比率存在，优选地以总酶蛋白的0.1％或1％w/w的比率存在。


14.如权利要求1-13中任一项所述的酶组合物，其中该甘露聚糖酶以总酶蛋白的0-10％w/w的比率存在，例如以总酶蛋白的4％-5％w/w的比率存在。


15.如权利要求1-14中任一项所述的酶组合物，其中该果胶酶以总酶蛋白的0-30％w/w的比率存在，例如以总酶蛋白的5％-20％w/w的比率存在。


16.如权利要求1-15中任一项所述的酶组合物，其中该β-葡聚糖酶以总酶蛋白的0-30％w/w的比率存在，例如以总酶蛋白的10％-15％w/w的比率存在。


17.如权利要求1-16中任一项所述的酶组合物，其中该纤维素分解酶组合物以总酶蛋白的40％-99％w/w的比率存在，例如以总酶蛋白的50％-90％w/w、如60％-80％w/w、如65％-80％的比率存在。


18.一种用于溶解城市固体废物的方法，该方法包括用如权利要求1-17中任一项所述的酶组合物处理该城市固体废物以产生溶解的城市固体废物，以及任选地回收该溶解的城市固体废物。


19.如权利要求18所述的方法，其中该溶解的城市固体废物是糖(例如葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖)。


20.一种用于产生发酵产物的方法，该方法包括：(a)用如权利要求1-17中任一项所述的酶组合物溶解城市固体废物；(b)用一种或多种(例如，若干种)发酵微生物发酵该溶解的城市固体废物，以产生发酵产物；以及(c)从该发酵中回收该发酵产物。


21.如权利要求20所述的方法，其中步骤(a)和(b)在同时的糖化和发酵中同时进行。


22.一种发酵城市固体废物的方法，该方法包括：用一种或多种(例如，若干种)发酵微生物来发酵城市固体废物，其中将该城市固体废物用如权利要求1-19中任一项所述的酶组合物溶解。


23.如权利要求22所述的方法，其中该城市固体废物的发酵产生发酵产物，并任选地从该发酵回收该发酵产物。


24.如权利要求22或23所述的方法，其中该发酵产物是醇、烷烃、环烷烃、烯烃、氨基酸、气体、异戊二烯、酮、有机酸、或聚酮化合物。


25.如权利要求18-24中任一项所述的方法，其中对所述废物进行预处理。


26.一种用于产生沼气的方法，该方法包括以下步骤：
(a)在沼气消化槽中用如权利要求1-19中任一项所述的酶组合物溶解城市固体废物(MSW)；
(b)用一种或多种微生物孵育步骤(a)的溶解的MSW；和
(c)在适合产生沼气的条件下孵育步骤(b)的混合物。


27.一种用于溶解城市固体废物的方法，该方法包括用如权利要求1-17中任一项所述的酶组合物的组分处理该城市固体废物，其中分离添加纤维素分解酶组合物和蛋白酶，以产生溶解的城市固体废物；以及任选地回收该溶解的城市固体废物。


28.一种用于溶解城市固体废物的方法，该方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鸿志，王云，徐望晖，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK