1,3-丙二醇的制造方法技术

1,3‑丙二醇的制造方法包括在糖类及甲醛的存在下，对包含以下基因的微生物进行培养以生产1,3‑丙二醇：(a)第一基因，对催化丙酮酸与醛的羟醛反应的酶进行编码；(b)第二基因，对催化α‑酮酸的脱羧反应的酶进行编码；及(c)第三基因，对催化醛的还原反应的酶进行编码。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1,3-丙二醇的制造方法
本专利技术涉及一种1,3-丙二醇(1,3-propanediol)的制造方法。
技术介绍
现在，强烈希望将作为可再生资源的生物资源用作原料，代替被认为是全球变暖元凶的石油资源来生产化成品。因此，出于由糖类等来源于生物的原料生产化成品的目的，正在积极地进行研究，以便使用微生物及其转化体来生产用于工业原料、燃料、饲料、食品添加物等的化成品。例如，报告有使用酵母或大肠杆菌的转化体，由糖类来制造醇或氨基酸等有机化合物的情况(参照美国专利第9926577号、美国专利第8647847号)。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于提供一种制造有机化合物的新颖方法。使用微生物生产化成品时，作为其生产对象，通常限定于微生物代谢物。另外，即使是微生物代谢物，也存在很多因微生物代谢系统中的能量不足或氧化还原平衡的不均衡而难以生产的微生物代谢物。作为用以解决此种课题的一个有效方法(approach)，可列举制作转化体。但本专利技术人等人认为，若仅通过该方法来解决课题，则能够生产对象化合物的菌体的开发有时会花费大量时间。另一方面，考虑今后会要求微生物代谢物以外的多种化合物也由来源于生物的原料来生产。因此，本专利技术人等人研究开发一种新颖的工艺，所述工艺对于有用物质的生产，并非仅依赖于制作微生物的转化体。解决问题的技术手段本专利技术人等人进行了努力研究，结果发现，通过在甲醛的存在下对具有特定基因的微生物进行培养来获得1,3-丙二醇的生产工艺，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，可提供一种1,3-丙二醇的制造方法，包括在糖类及甲醛的存在下，对包含以下基因的微生物进行培养以生产1,3-丙二醇：(a)第一基因，对催化丙酮酸(pyruvicacid)与醛的羟醛反应(aldolreaction)的酶进行编码；(b)第二基因，对催化α-酮酸的脱羧反应的酶进行编码；及(c)第三基因，对催化醛的还原反应的酶进行编码。根据本专利技术，可提供一种使用微生物来制造1,3-丙二醇的方法。附图说明图1是表示微生物生产1,3-丙二醇的工艺的示意图。具体实施方式以下对本专利技术进行详细说明，但以下说明的目的在于对本专利技术进行详细说明，并未意图限定本专利技术。1,3-丙二醇的制造方法包括在糖类及甲醛的存在下，对包含以下基因的微生物进行培养以生产1,3-丙二醇：(a)第一基因，对催化丙酮酸与醛的羟醛反应的酶进行编码；(b)第二基因，对催化α-酮酸的脱羧反应的酶进行编码；及(c)第三基因，对催化醛的还原反应的酶进行编码。在以下说明中，将包含第一基因、第二基因及第三基因的所述微生物也称为“1,3-丙二醇生产微生物”。1,3-丙二醇生产微生物可为原本便具有第一基因、第二基因及第三基因的微生物，也可为通过利用第一基因、第二基因及第三基因对宿主进行转化而获得的微生物。以下，以1,3-丙二醇生产微生物为转化体的情况为例进行说明。(1.)转化体(1.1)宿主作为宿主，可使用任意的微生物。作为宿主，例如可使用酵母、细菌，更具体而言，可使用好氧性细菌，更具体而言，可使用棒状细菌(Corynebacteria)、大肠杆菌或需钠弧菌(Vibrionatriegens)。优选宿主为棒状细菌。所谓棒状细菌，是伯杰氏细菌鉴定手册BargeysManualofDeterminativeBacteriology，第8卷(Vol.8)，599(1974)]中所定义的一群组微生物，只要是在通常的好氧条件下增殖的微生物，则并无特别限定。若列举具体例，则可列举：棒状杆菌属菌、短杆菌(Brevibacterium)属菌、节杆菌(Arthrobacter)属菌、分枝杆菌(Mycobacterium)属菌、微球菌(Micrococcus)属菌等。在棒状细菌中，优选为棒状杆菌属菌。作为棒状杆菌属菌，可列举：谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)、有效棒状杆菌(Corynebacteriumefficiens)、产氨棒状杆菌(Corynebacteriumammoniagenes)、耐盐棒状杆菌(Corynebacteriumhalotolerance)、解烷棒状杆菌(Corynebacteriumalkanolyticum)等。其中，就1,3-丙二醇的生产性高的方面而言，优选为谷氨酸棒状杆菌。作为优选的菌株，可列举：美国菌种保藏中心(AmericanTypeCultureCollection，ATCC)13032株、ATCC13869株、ATCC13058株、ATCC13059株、ATCC13060株、ATCC13232株、ATCC13286株、ATCC13287株、ATCC13655株、ATCC13745株、ATCC13746株、ATCC13761株、ATCC14020株、ATCC31831株、MJ-233(FERMBP-1497)、MJ-233AB-41(FERMBP-1498)等。其中，优选为ATCC13032株、ATCC13869株。此外，根据分子生物学的分类，黄色短杆菌(Brevibacteriumflavum)、乳糖发酵短杆菌(Brevibacteriumlactofermentum)、散枝短杆菌(Brevibacteriumdivaricatum)、百合棒状杆菌(Corynebacteriumlilium)等棒状细菌的菌名也统一于谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)中[利布尔等人(Liebl,W.etal.,)散枝短杆菌DSM20297T、“黄色短杆菌”DSM20411、“乳糖发酵短杆菌”DSM20412和DSM1412、与谷氨酸棒状杆菌的转化及其利用rRNA基因限制性图案的区分(TransferofBrevibacteriumdivaricatumDSM20297T,“Brevibacteriumflavum”DSM20411,“Brevibacteriumlactofermentum”DSM20412andDSM1412,andCorynebacteriumglutamicumandtheirdistinctionbyrRNAgenerestrictionpatterns.)国际系统菌学杂志(InternationalJournalofSystematicBacteriology，IntJSystBacteriol.)41:255-260.(1991)，驹形和男等，棒状细菌的分类，发酵与工业，45:944-963(1987)]。旧分类的乳糖发酵短杆菌ATCC13869株、黄色短杆菌的MJ-233株(FERMBP-1497)、MJ-233AB-41株(FERMBP-1498)等也是优选的谷氨酸棒状杆菌。作为短杆菌属菌，可列举产氨短杆菌(Brevibacteriumammoniagenes)(例如ATCC6872株)等。作为节杆菌属菌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,3-丙二醇的制造方法，包括在糖类及甲醛的存在下，对包含以下基因的微生物进行培养以生产1,3-丙二醇：/n(a)第一基因，对催化丙酮酸与醛的羟醛反应的酶进行编码；/n(b)第二基因，对催化α-酮酸的脱羧反应的酶进行编码；及/n(c)第三基因，对催化醛的还原反应的酶进行编码。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种1,3-丙二醇的制造方法，包括在糖类及甲醛的存在下，对包含以下基因的微生物进行培养以生产1,3-丙二醇：
(a)第一基因，对催化丙酮酸与醛的羟醛反应的酶进行编码；
(b)第二基因，对催化α-酮酸的脱羧反应的酶进行编码；及
(c)第三基因，对催化醛的还原反应的酶进行编码。


2.根据权利要求1所述的1,3-丙二醇的制造方法，其中，所述培养在厌氧条件或微好氧条件下进行。


3.根据权利要求1或2所述的1,3-丙二醇的制造方法，其中，所述培养在使所述微生物高密度地悬浮于培养液中的状态下进行。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的1,3-丙二醇的制造方法，其中，所述微生物为好氧性细菌。


5.根据权利要求4所述的1,3-丙二醇的制造方法，其中，所述好氧性细菌为棒状细菌。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的1,3-丙二醇的制造方法，其中，所述第一基因选自由以下所组成的群组中：
(1-1)对包含序列号2中记载的氨基酸序列、且催化丙酮酸与醛的羟醛反应的蛋白质进行编码的基因，
(1-2)对包含序列号2中一个或多个氨基酸缺失、经取代或加成而成的氨基酸序列、且具有催化丙酮酸与醛...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本启介，土坂享成，中根修平，中屋敷彻，
申请(专利权)人：绿色地球研究所株式会社，自然之美株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP