共聚聚羟基烷酸酯混合物的制造方法、以及转化微生物技术

本发明专利技术提供制造共聚聚羟基烷酸酯混合物的方法。该方法包括对生产共聚聚羟基烷酸酯混合物的微生物进行培养的工序。上述混合物含有级分(I)和级分(II)，所述级分(I)包含具有3

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】共聚聚羟基烷酸酯混合物的制造方法、以及转化微生物


[0001]本专利技术涉及共聚聚羟基烷酸酯混合物的制造方法及转化微生物。

技术介绍

[0002]聚羟基烷酸酯(以下有时称为“PHA”)是由广范的微生物产生的聚酯型有机聚合物。PHA是具有生物分解性的热塑性高分子，可以以可再生资源作为原料进行生产。由此，尝试了以PHA作为环保型原材料或生物相容型原材料进行工业生产并用于多种产业的尝试。
[0003]目前为止，已知大量微生物以PHA作为储能物质蓄积于菌体内。作为PHA的代表例，可以举出作为3
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羟基丁酸(以下有时也称为“3HB”)的均聚物的聚
‑3‑
羟基丁酸(以下有时也称为“P(3HB)”)。P(3HB)为热塑性高分子，由于在自然环境中可生物分解，因此，作为对环境友好的塑料而备受瞩目。但是，P(3HB)的结晶性高，因此具有硬且脆的性质，在实际使用上应用范围受到限制。为了扩大应用范围，需要对P(3HB)赋予柔软性。
[0004]于是，开发了由3HB和3
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羟基戊酸(以下称为“3HV”)形成的共聚PHA(以下称为“P(3HB
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co
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3HV)”)及其制造方法(例如，参照专利文献1及专利文献2)。P(3HB
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co
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3HV)比P(3HB)更富于柔软性，因此可以认为能够用于广泛的用途。然而，实际上即使使P(3HB
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co
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3HV)中的3HV摩尔分率增加，与此相伴的物性的变化也不大，特别是由于柔软性没有提高到加工成膜、片、软质类包装容器等所要求的程度，因此，只能用于洗发水瓶、一次性剃刀的把手等硬质成型体的有限的领域。
[0005]为了提高PHA的柔软性，对于由3HB和3
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羟基己酸(以下称为“3HH”)形成的共聚聚羟基烷酸酯(以下也称为“P(3HB
‑
co
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3HH)”)及其制造方法进行了研究(例如，参照专利文献3及专利文献4)。在这些报告中，P(3HB
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co
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3HH)是使用由土壤分离的豚鼠气单胞菌(Aeromonas caviae)的野生株以油酸、棕榈酸等脂肪酸作为碳源而发酵生产的。
[0006]另外，也进行了以杀虫贪铜菌(Cupriavidus necator)作为宿主并利用来源于豚鼠气单胞菌的PHA合成酶大量生产P(3HB
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co
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3HH)的研究。通过对于具有来源于豚鼠气单胞菌的PHA合成酶的杀虫贪铜菌导入R体特异性烯酰CoA水合酶基因，或者通过增加宿主染色体上的R体特异性烯酰CoA水合酶基因的表达量，以植物油脂作为原料而生产P(3HB
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co
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3HH)，可将该P(3HB
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co
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3HH)的3HH组成比率提高至最大14mol％左右(参照专利文献5、专利文献6及非专利文献1)。
[0007]此外，也有对于具有来源于豚鼠气单胞菌的PHA合成酶的杀虫贪铜菌，通过抑制编码β
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酮硫解酶的基因的表达而将P(3HB
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co
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3HH)的3HH组成比率提高至20mol％以上的例子(参照专利文献7)，所述β
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酮硫解酶具有对于碳原子数6的β
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酮酰基
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CoA(即，β
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酮己酰基
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CoA)的硫解活性。
[0008]也进行了与P(3HB
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3HH)的物性相关的研究(参照非专利文献2)。在该报告中，以碳原子数为12以上的脂肪酸作为唯一碳源对豚鼠气单胞菌进行培养，发酵生产了具有各种3HH组成比率的P(3HB
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co
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3HH)。P(3HB
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co
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3HH)的结晶性随着3HH组成比率的增加而降低，因此，从P(3HB)那样的硬且脆的性质逐渐显示出柔软的性质，3HH组成比率进一步提高
时，显示出比P(3HB
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co
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3HV)更高的柔软性。即，P(3HB
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co
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3HH)能够通过改变3HH组成比率而具有从硬质聚合物至软质聚合物的可应用范围宽广的物性，可以期待在广泛领域中的应用。
[0009]另一方面，尽管在使3HH组成比率上升时，P(3HB
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co
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3HH)的结晶性降低而柔软性提高，但具有加工特性降低的倾向。例如，虽然将3HH组成比率提高至10摩尔％左右的P(3HB
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co
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3HH)较软质，但在注塑成型、膜成型、吹塑成型、纤维的纺丝、挤出发泡、珠粒发泡等加工中结晶化速度慢，因此存在生产性低的课题。为了解决该课题，也进行了如下研究：通过在同一细胞内一起生产上述较软质的P(3HB
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co
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3HH)和3HH组成比率低且熔点高(即结晶性高)的共聚PHA，从而改善熔融加工性、加工速度(参照专利文献8)。
[0010]然而，在专利文献8中记载的PHA混合品中，由于低熔点成分(考虑具有最高的3HH组成比率的PHA成分)的熔点超过100℃，因此可以推测，该PHA混合品不包含20摩尔％以上的3HH组成比率高的PHA成分，撕裂强度等机械特性不足，仍有改进的余地。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1：日本特开昭57
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150393号公报
[0014]专利文献2：日本特开昭59
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220192号公报
[0015]专利文献3：日本特开平5
‑
93049号公报
[0016]专利文献4：日本特开平7
‑
265065号公报
[0017]专利文献5：国际公开第2011/105379号
[0018]专利文献6：国际公开第2015/115619号
[0019]专利文献7：国际公开第2019/142845号
[0020]专利文献8：国际公开第2017/056442号
[0021]非专利文献
[0022]非专利文献1：H.Arikawa,K.Matsumoto,Microb.Cell.Fact.,15,pp.184(2016)
[0023]非专利文献2：Y.Doi,S.Kitamura,H.Abe,Macromolecules,28,pp.4822
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4823(1995)

技术实现思路

[0024]专利技术要解决的课题
[0025]如上所述，使用P(3HB
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co
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造共聚聚羟基烷酸酯混合物的方法，该方法包括：对生产所述共聚聚羟基烷酸酯混合物的微生物进行培养的工序，所述共聚聚羟基烷酸酯混合物含有聚羟基烷酸酯级分(I)和聚羟基烷酸酯级分(II)，所述聚羟基烷酸酯级分(I)包含具有3
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羟基丁酸结构单元及3
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羟基己酸结构单元的共聚聚羟基烷酸酯，而且3
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羟基己酸的平均组成比率为20摩尔％以上，所述聚羟基烷酸酯级分(II)包含具有3
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羟基丁酸结构单元的聚羟基烷酸酯，而且3
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羟基己酸的平均组成比率为0摩尔％以上且15摩尔％以下，所述共聚聚羟基烷酸酯混合物中3
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羟基己酸的平均组成比率为22摩尔％以下。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述共聚聚羟基烷酸酯混合物中的所述聚羟基烷酸酯级分(I)的重量比例为10～90％。3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，所述共聚聚羟基烷酸酯混合物中3
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羟基己酸的平均组成比率为10～22摩尔％。4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，所述微生物具有编码下述酶的基因：对3
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羟基己酰基
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CoA的聚合活性彼此不同的2种聚羟基烷酸酯合成酶。5.根据权利要求4所述的制造方法，其中，所述对3
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羟基己酰基
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CoA的聚合活性彼此不同的2种聚羟基烷酸酯合成酶的氨基酸序列的序列同一性为90％以下。6.根据权利要求4或5所述的制造方法，其中，编码所述对3
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羟基己酰基
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CoA的聚合活性彼此不同的2种聚羟基烷酸酯合成酶的基因为以下的基因(A)和基因(B)，所述基因(A)编码对3
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羟基己酰基
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CoA的聚合活性比野生型聚羟基烷酸酯合成酶高的聚羟基烷酸酯合成酶，所述野生型聚羟基烷酸酯合成酶来源于具有序列号1中记载的氨基酸序列的豚鼠气单胞菌，所述基因(B)编码对3
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羟基己酰基
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CoA的聚合活性比野生型聚羟基烷酸酯合成酶低的聚羟基烷酸酯合成酶，所述野生型聚羟基烷酸酯合成酶来源于所述豚鼠气单胞菌。7.根据权利要求6所述的制造方法，其中，所述基因(A)为来源于气单胞菌属微生物的聚羟基烷酸酯合成酶基因或其突变体。8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，所述基因(A)是编码下述氨基酸序列的基因：相对于序列号2或序列号3所示的氨基酸序列具有99.5～100％的序列同一性的氨基酸序列。9.根据权利要求6～8中任一项所述的制造方法，其中，所述基因(B)是将来源于气单胞菌属微生物的聚羟基烷酸酯合成酶基因的一部分和来源于贪铜菌属微生物的聚羟基烷酸酯合成酶基因的一部分组合而成的。10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，所述基因(B)是编码相对于序列号6所示的氨基酸序列具有90～100％的序列同一性的氨基酸序列的基因。11.根据权利要求6～8中任一项所述的制造方法，其中，
所述基因(B)为来源于色杆菌属微生物的聚羟基烷酸酯合成酶基因或其突变体。12.根据权利要求11所述的制造方法，其中，所述基因(B)是编码相对于序列号4或序列号5所示的氨基酸序列具有90～100％的序列同一性的氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：有川尚志，佐藤俊辅，古馆祥，
申请(专利权)人：株式会社钟化，
类型：发明
国别省市：