从微生物生物质回收水不混溶性类异戊二烯化合物的方法技术

回收一种或多种水不混溶性化合物的方法，其包含：酸化和破坏所述微生物生物质；加热所述经酸化、破坏的微生物生物质，以形成经加热、酸化、破坏的微生物生物质；和使所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与二磺化表面活性剂接触，所述二磺化表面活性剂的量足以从所述微生物生物质释放至少30％的所述一种或多种水不混溶性化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从微生物生物质回收水不混溶性类异戊二烯化合物的方法专利
本专利技术提供了用于从微生物生物质(microbialbiomass)回收水不混溶性化合物的化合物、组合物和方法。所述化合物、组合物和方法可用于大规模且高效率生成水不混溶性化合物。专利技术背景合成生物学的出现带来了以工业规模和质量由可再生资源发酵微生物生成生物燃料、化学品和生物材料的希望。譬如，已在微生物宿主中成功构建了功能性非天然生物学途径，用于生成抗疟药青蒿素的前体类(参见例如Martinetal.,NatBiotechnol21：796-802(2003))；脂肪酸衍生的燃料类和化学品类(例如，脂肪酯类、脂肪醇类和蜡类；参见例如Steenetal.,Nature463：559-562(2010))；制备降胆固醇药物的聚酮合酶类(参见例如Maetal.,Science326：589-592(2009))；和聚酮类化合物(参见例如Kodumal，ProcNatlAcadSciUSA101：15573-15578(2004))。然而，合成生物学的商业成功在很大程度上将取决于可再生成品的生成成本是否可竞争或优于与其相应的不可再生成品的生成成本。在诸如水不混溶性化合物之类的化合物发酵生成中，烃类脂质分子相与水相一同乳化以形成稳定的乳液，此稳定的乳液必须破坏稳定以便回收粗制的水不混溶性化合物并将其与发酵液的水相分离。在所述水不混溶性化合物法呢烯(倍半萜)的微生物生成过程中，已观察到两种截然不同的乳液：易于用表面活性剂破坏其稳定的轻质油包水型乳液，以及更致密的固体稳定型乳液，在本专利技术中称为“死细胞层(DeadCellLayer)”。所述固体稳定型乳液的特征在于存在与全细胞和细胞碎片相关的水不混溶性化合物。典型的破乳技术，例如添加表面活性剂、加热、以及调节pH值，均对破开致密乳液层无效。此举导致产物大量损失至废物流中，在离心和从水相分离出水不混溶性化合物级分过程中，所述致密乳液在废物流中分层。需要能够从发酵培养基的死细胞层中回收水不混溶性化合物的组合物和方法。专利技术摘要本专利技术提供了用于从微生物生物质回收一种或多种水不混溶性化合物的组合物和方法。所述方法通常包含通过酸化微生物生物质和破坏微生物生物质来处理所述微生物生物质的步骤。所述酸化和破坏可以任何顺序进行。在某些实施方案，所述酸化在所述破坏之前。在某些实施方案，所述破坏在所述酸化之前。在某些实施方案，酸化和破坏是同时进行或在时间上是重叠的。本专利技术描述了酸化和破坏的技术。然后根据本专利技术所述的技术来加热所得经酸化的、破坏的微生物生物质。随后，使所得经加热、酸化、破坏的微生物生物质与表面活性剂接触，所述表面活性剂能够从所述微生物生物质释放一定量的所述一种或多种水不混溶性化合物。本专利技术详细描述了有用的表面活性剂。然后从所述表面活性剂组合物中回收所述一种或多种水不混溶性化合物。所述方法和组合物可用于通过发酵来生成水不混溶性化合物。用于所述方法和组合物的特定水不混溶性化合物包括类异戊二烯类、聚酮类化合物和脂肪酸类。附图简要说明图1A提供了用于进行本专利技术提供的某些方法的示例性体系的示意图。图1B提供了用于进行本专利技术提供的某些方法的生产规模体系的示意图。图1C提供了用于进行本专利技术提供的某些方法的中试规模体系的示意图。图2提供了来自均质化步骤的样品。图3提供了来自表面活性剂步骤的样品。图4提供了在表面活性剂步骤之后的样品，其中有机层中含71％的水不混溶性化合物，水层中含21％的水不混溶性化合物，以及死细胞层中仅剩余8％的水不混溶性化合物。优选具体实施方式定义当提及本专利技术提供的组合物和方法时，除非另有说明，否则下列术语具有以下含义。除非另有定义，否则本专利技术使用的所有技术术语和科学术语均具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在本专利技术术语有多个定义的情况下，除非另有说明，否则以本章节中的定义为准。除非另有说明，否则本专利技术使用的术语“烷基”是指饱和的直链或支链烃。在某些实施方案，所述烷基基团是伯烃、仲烃或叔烃。在某些实施方案，所述烷基基团包括1至10个碳原子，即C1至C10烷基。在某些实施方案，所述烷基基团是选自由以下组成的组：甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、己基、异己基、3-甲基戊基、2,2-二甲基丁基、和2,3-二甲基丁基。在特定实施方案，所述烷基基团是未取代的。就组合物而言，术语“基本上不含”或“基本上不存在”是指组合物包含至少85或90重量％，在某些实施方案，包含95、98、99或100重量％的所述化合物的指定对映异构体。在某些实施方案，在本专利技术提供的方法和化合物中，所述化合物基本上不含对映异构体。同理，就组合物而言，术语“分离的”是指组合物包含至少85、90、95、98、99至100重量％的所述化合物，其余的包含其他化学物质或对映异构体。本专利技术使用的术语“宿主细胞”是指任何单细胞或多细胞生物体。在某些实施方案，所述宿主细胞适于通过发酵生长。在某些实施方案，宿主细胞生成一种或多种水不混溶性化合物。在某些实施方案，所述宿主细胞是重组的，包含能够生成一种或多种水不混溶性化合物的一种或多种异源酶。在某些实施方案，所述宿主细胞是重组的，包含能够生成一种水不混溶性化合物的一种或多种异源酶。本专利技术使用的术语“水不混溶性化合物”是指当与水混合时不形成溶液的目的化合物。所述水不混溶性化合物可与水形成第二层，或与水形成乳液，或其组合。在特定实施方案，所述水不混溶性化合物是由宿主细胞生成的水不混溶性化合物。本专利技术使用的术语“天然的/原生的(native)”或“内源的/内源性/內源”是指可在宿主细胞中天然存在的物质或过程/方法。本专利技术使用的术语“经遗传修饰的”表示包含异源核苷酸序列的宿主细胞。本专利技术使用的术语“异源性/异源/异源的”是指通常在自然界中不存在的物质。譬如，当与核酸(DNA或RNA)或蛋白质关联使用时，术语“异源性/异源/异源的”是指作为生物体、细胞、基因组或存在于其中的DNA或RNA序列的一部分非天然存在的核酸或蛋白质，或存在于基因组或DNA或RNA序列中的细胞或位点上并与天然存在的那些区分开来的核酸或蛋白质。当与核酸(DNA)关联使用时，术语“异源性/异源/异源的”还可指与内源性启动子之外的启动子可操作地连接的核酸。术语“异源化合物”是指由通常不生成所述化合物的细胞生成的化合物，或者以通常由细胞不能生成的水平生成的化合物。本专利技术使用的短语“异源性酶/异源酶”是指在自然界中通常不存在于给定细胞中的酶。所述术语包含的酶有：(a)对于给定细胞而言是外源的(即，由非天然存在于所述宿主细胞中或不在所述宿主细胞的给定环境中天然存在的核苷酸序列编码)；和(b)天然存在于所述宿主细胞中(例如，所述酶由对细胞而言是内源性的核苷酸序列编码)，但在所述宿主细胞中以非天然量(例如，大于或小于所述天然存在的量)生成。本专利技术使用的术语“天然存在的”是指在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从微生物生物质(microbialbiomass)回收一种或多种水不混溶性化合物的方法，其包含下列步骤：/na.通过以下方式处理所述微生物生物质：/ni.酸化所述微生物生物质；和/nii.破坏所述微生物生物质；/n以形成经酸化、破坏的微生物生物质；/nb.加热所述经酸化、破坏的微生物生物质，以形成经加热、酸化、破坏的微生物生物质；/nc.使所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与二磺化表面活性剂接触，所述二磺化表面活性剂的量足以从所述微生物生物质释放至少30％的所述一种或多种水不混溶性化合物；/nd.回收所述一种或多种水不混溶性化合物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180629 US 62/6925361.从微生物生物质(microbialbiomass)回收一种或多种水不混溶性化合物的方法，其包含下列步骤：
a.通过以下方式处理所述微生物生物质：
i.酸化所述微生物生物质；和
ii.破坏所述微生物生物质；
以形成经酸化、破坏的微生物生物质；
b.加热所述经酸化、破坏的微生物生物质，以形成经加热、酸化、破坏的微生物生物质；
c.使所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与二磺化表面活性剂接触，所述二磺化表面活性剂的量足以从所述微生物生物质释放至少30％的所述一种或多种水不混溶性化合物；
d.回收所述一种或多种水不混溶性化合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸化步骤在所述破坏步骤之前。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述破坏步骤在所述酸化步骤之前。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述破坏步骤和所述酸化步骤同时进行。


5.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述酸化步骤的pH值是2-4。


6.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述酸化步骤的pH值是约2.5。


7.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述破坏步骤包括机械破坏、超声处理、冷冻/解冻、研磨、化学破坏、酶促破坏、或其组合。


8.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述破坏步骤是在高压下的均质化。


9.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述破坏步骤包含使用均质器在600bar至1000bar下进行一次或多次均质化处理。


10.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述破坏步骤包含使用均质器在约900bar下进行一次或多次均质化处理。


11.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述加热步骤是在60℃-80℃下进行。


12.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述加热步骤是在约70℃下进行。


13.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述二磺化表面活性剂是二磺化苯基醚洗涤剂。


14.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述二磺化表面活性剂包含：



或其盐，其中R是C6-16烷基。


15.根据权利要求14所述的方法，其中R是C12烷基。


16.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述二磺化表面活性剂是月桂基苯基醚二磺酸二钠(DOWFAX2A1)。


17.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与0.2％至1.5％二磺化表面活性剂接触。


18.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述经加热、酸化、破坏的微生物生物质与约1.0％二磺化表面活性剂接触。


19.根据前述权利要求任一项所述的方法，其中所述回收步骤包含离心、溶剂萃取、色谱法、或其组合。


20.根据前述权利要求任一项所述的方法，其从所述微生物生物质释放至少40％、50％、60％、70％、或75％的所述一种或多种水不混溶性化合物。


21.根据前述权利要求任一项所述的方法，其包含下列步骤：
a.通过以下方式处理所述微生物生物质：
i.酸化所述微生物生物质至约pH2.5；然后
ii.在均质器中于约900bar下，破坏所述微生物生物...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·R·亨利，J·S·冷，
申请(专利权)人：阿迈瑞斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US