甲基丙烯酸和/或其酯的制造方法技术

本发明专利技术提供甲基丙烯酸和/或其酯的制造方法。具体为，一种由作为碳源和/或能源的、可再生原料和/或利用该可再生原料所产生的生物质，使用能够由包含异丁酸或缬氨酸的有机物生成甲基丙烯酸的天然的微生物或它们的衍生株，制造甲基丙烯酸和/或其酯的方法，所述微生物为能够代谢异丁酰辅酶A的天然的微生物或它们的衍生株，所述衍生株为使烯酰辅酶A水合酶基因、3

【技术实现步骤摘要】
甲基丙烯酸和/或其酯的制造方法
[0001]本申请是申请日为2013年9月10日，申请号为201380047196.3，专利技术名 称为《甲基丙烯酸和/或其酯的制造方法》的中国专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及甲基丙烯酸和/或其酯的制造方法。更详细而言，涉及使用具 有甲基丙烯酸生成能力的微生物的甲基丙烯酸等的制造方法及该微生物以及 利用该制造方法获得的甲基丙烯酸等。

技术介绍

[0003]甲基丙烯酸作为涂料及树脂改性剂等的原料使用，其酯为丙烯酸系树脂的 原料，是工业上极其重要的化合物。
[0004]作为通过化学方式制造甲基丙烯酸衍生物的方法，以氰酸和丙酮为原料经 由丙酮合氰化氢的ACH法、以异丁烯或叔丁醇为原料的C4氧化法等已经得 到实用化。这些化学方式的制造方法依赖于化石原料，且需要大量的能量。
[0005]近年来，从防止地球温暖化及环境保护的观点出发，使用可再生的生物来 源的资源(可再生原料)代替目前的化石原料作为碳源已经受到关注。例如， 提出了利用天然存在的微生物由糖等天然物质生产作为甲基丙烯酸的前体的 2
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羟基异丁酸及3
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羟基异丁酸的方法(参照专利文献1、2及非专利文献1)。 但是，这些方法中，使前体脱水生成甲基丙烯酸的工序依然依赖于化学方法。
[0006]此外，虽然已经提出了使用导入有多种酶基因的、非天然存在的重组微生 物由葡萄糖生产甲基丙烯酸的方法，但是这些不过是将已知的酶反应及由此类 推的假想酶反应简单组合并提出的，并未进行实际验证(参照专利文献3～5)。
[0007]另一方面，天然存在的微生物中，具有生产甲基丙烯酸的能力的光合细菌 是已知的(非专利文献2)。但是，该光合细菌仅仅是将3
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巯基异丁酸这一非 天然存在的特殊的化合物转化为甲基丙烯酸。
[0008]进而，专利文献6中公开了在丙烯酰辅酶A和醇的存在下用水解酶进行 作用制造丙烯酸酯的方法。该文献中给出了甲基丙烯酸酯也可以同样制造的技 术启示。但是，若考虑酶的多样性、底物特异性，则其仅仅公开了通过一部分 水解酶能够制造丙烯酸酯，而结构不同的甲基丙烯酸酯是否能够同样地通过水 解酶制造则不清楚。进而，是否能够通过反应机理不同的其它种类的酶来制造 也完全不清楚。此外，通过专利文献6所述的水解酶合成酯时，可以预想生成 的酯直接由于水解活性而被分解，很难认为是有效的制造方法。
[0009]另一方面，醇酰基转移酶(以下AAT)作为果味(fruity flavor)合成酶 而广为人知。专利文献7中提出了，鉴定了特定果实中包含的该酶的基因，作 为果实味道的各种酯的合成方法。但是，关于甲基丙烯酸酯是否能够通过这些 酶来合成则没有报道，因此这点并不清楚。
[0010]如上所述，虽然提出若干方案或者进行了若干研究，但并不存在实际利用 微生物
制造甲基丙烯酸衍生物的例子，期待建立有效的制造方法。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：国际公开第2007/110394号小册子
[0014]专利文献2：国际公开第2008/145737号小册子
[0015]专利文献3：国际公开第2009/135074号小册子
[0016]专利文献4：国际公开第2011/031897号小册子
[0017]专利文献5：国际公开第2012/135789号小册子
[0018]专利文献6：国际公开第2007/039415号小册子
[0019]专利文献7：国际公开第00/32789号小册子
[0020]专利文献8：日本特表2011
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519561号公报
[0021]专利文献9：日本特开2011
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200133号公报
[0022]专利文献10：日本特开平5
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64589号公报
[0023]专利文献11：日本特开平10
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337185号公报
[0024]非专利文献
[0025]非专利文献1：Green Chemistry，2012，14，1942
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1948
[0026]非专利文献2：Bioorganic&MedicinalChemistry，1994，7，589
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593
[0027]非专利文献3：Methods in Enzymology，2000，324，241
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258
[0028]非专利文献4：Fungal Genet.Biol.，2008，45，180
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189
[0029]非专利文献5：Microbiology，1999，145，2323
‑
2334
[0030]非专利文献6：Bacteriol.Review，1976，40，42
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54(1976)
[0031]非专利文献7：J.Mol.Evol.，2009，69，176
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193
[0032]非专利文献8：Methods in Enzymology，2000，324，129
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138

技术实现思路

[0033]专利技术要解决的课题
[0034]现有的通过化学方式制造的方法、例如ACH法中，需要利用酸进行丙酮 合氰化氢的酸化处理，会产生大量的废酸。此外，各步骤中需要分离、纯化， 存在能量消耗大的问题。因此，正在寻求一种能够利用微生物的、由作为碳源 和/或能源的可再生原料和/或利用该可再生原料所产生的生物质直接通过单一 工序高效生产甲基丙烯酸的甲基丙烯酸的制造方法。
[0035]用于解决课题的手段
[0036]为了解决上述课题，本专利技术人等对具有通过微生物生成甲基丙烯酸衍生物 能力的微生物进行了广泛探索，发现多种微生物能够生成甲基丙烯酸。
[0037]此外，如以下所示，发现这些具有生成甲基丙烯酸衍生物能力的微生物为 具有某种特点功能的微生物群，具有一定的共通性，并且还成功发现了对其进 行探索的方法。
[0038]首先，本专利技术人等尝试制作导入了缬氨酸代谢途径上的基因(支链酮酸脱 氢酶(以下记作BCKAD)及异丁酰辅酶A脱氢酶(以下记作ACD))的大 肠杆菌重组体、通过菌体反应由2
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氧代异戊酸生成作为缬氨酸代谢通路的中间 体的甲基丙烯酸衍生物。但是，未确认
(Agrobacterium)属、中间根瘤菌(Mesorhizobium)属、根瘤菌(Rhizobium) 属、副球菌(Paracoccus)属、黄色杆菌(Xanthobacter)属、链霉菌(Streptomyces) 属、地芽孢杆菌(Geobacillus)属、红球菌(Rhodococcus)属、酵母 (Saccharomyces)属、假丝酵母(Candida)属或曲霉(Asper本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由作为碳源和/或能源的、可再生原料和/或利用该可再生原料所产生的生物质，使用能够由包含异丁酸或缬氨酸的有机物生成甲基丙烯酸的天然的微生物或它们的衍生株，制造甲基丙烯酸和/或其酯的方法，所述微生物为能够代谢异丁酰辅酶A的天然的微生物或它们的衍生株，所述衍生株为使烯酰辅酶A水合酶基因、3
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羟基异丁酰辅酶A水解酶基因和/或3
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羟基异丁酸脱氢酶基因缺失或失活而得的基因改变株。2.根据权利要求1所述的方法，积累0.04ppm以上甲基丙烯酸和/或其酯。3.根据权利要求1所述的方法，具有甲基丙烯酸生成能力的微生物为具有如下16S rRNA基因的微生物，所述16S rRNA基因由相对于序列号1～41中所述的碱基序列中的任一者显示81％以上的同源性的碱基序列组成。4.根据权利要求2所述的方法，具有甲基丙烯酸生成能力的微生物为具有如下16S rRNA基因的微生物，所述16S rRNA基因由相对于序列号1～41中所述的碱基序列中的任一者显示81％以上的同源性的碱基序列组成。5.根据权利要求1所述的方法，具有甲基丙烯酸生成能力的微生物为具有如下LSUrRNA基因的微生物，所述LSUrRNA基因由相对于序列号42～49中所述的碱基序列中的任一者显示81％以上的同源性的碱基序列组成。6.根据权利要求2所述的方法，具有甲基丙烯酸生成能力的微生物为具有如下LSUrRNA基因的微生物，所述LSUrRNA基因由相对于序列号42～49中所述的碱基序列中的任一者显示81％以上的同源性的碱基序列组成。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤荣治，山崎伦子，中岛永二，汤不二夫，藤田敏男，水无涉，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：