本发明专利技术涉及适于从包含葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖和木糖的糖组合物中生产一种或多种发酵产物的细胞，其中所述细胞包含2至15个拷贝的一种或多种木糖异构酶基因或2至15个拷贝的一种或多种木糖还原酶和木糖醇脱氢酶，以及2至10个拷贝的araA、araB和araD基因，其中，这些基因被整合进细胞基因组中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适于发酵包含多种C5和/或C6糖的糖组合物(此类组合物在本文中被命名为混合的糖组合物)的细胞。混合的糖组合物可源自木质纤维素材料。本专利技术还涉及使用混合糖细胞由混合的糖组合物生产发酵产物的方法。_2]专利技术背景 作为化石燃料的替代品生产的大部分乙醇目前来自于对玉米淀粉和基于甘蔗的蔗糖的发酵。为了达成生产可更新燃料的宏伟目标，已开发了新的技术，用于将非食物生物质转化成发酵产物，例如乙醇。Saccharomycescerevisiae是乙醇工业中所选择的生物，但是其不能利用生物质原料的半纤维素组分中含有的五碳糖。半纤维素可占生物质的20-30%，其中木糖和阿拉伯糖是最丰富的C5糖。木糖异构酶(XI)的异源表达是使得酵母细胞能够代谢和发酵木糖的一种选择。类似地，细菌基因araA、araB和araD在S.cerevisiae菌株中的表达导致阿拉伯糖的利用和高效的醇发酵。半乳糖是C6糖,其也是通常存在于木质纤维素中的糖，就经济上的原因而言通常其含量(总糖的 4%)不应被忽略。J. van den Brink et al, Microbiology (2009) 155,1340-1350 公开了葡萄糖是Saccharomyces cerevisiae偏好的碳源,并且从葡萄糖受限的发酵条件转换为厌氧条件下半乳糖过量的条件后，半乳糖不被消耗。迄今为止尚无公开在与葡萄糖相同的方法中将葡萄糖、阿拉伯糖、木糖和半乳糖转化成发酵产物的方法。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供能将葡萄糖、木糖和半乳糖和甘露糖(即，四种糖的混合物)转化为发酵产物的细胞。本专利技术的另一目标是提供能将葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖和甘露糖(即，五种糖的混合物)转化为发酵产物的此类细胞。本专利技术的进一步的目标是提供稳定的此类上文定义的细胞。本专利技术的进一步的目标是提供无标记物的此类上文定义的菌株。本专利技术的进一步的目标是提供这样的方法，其中葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和半乳糖被同时转化为发酵产物。根据本专利技术实现这些目标的一个或多个。本专利技术提供了适于由包含葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖和甘露糖的糖组合物生产一种或多种发酵产物的细胞，其中所述细胞包含2至15个拷贝的一种或多种木糖异构酶基因或2至15个拷贝的一种或多种木糖还原酶和木糖醇脱氢酶和2至10个拷贝的araA、araB和araD基因，其中这些基因被整合进细胞基因组中。本专利技术进一步提供了用于由包含葡萄糖、阿拉伯糖和木糖和任选地半乳糖和/或甘露糖的糖组合物生产一种或多种发酵产物的方法，所述方法包括下述步骤a)在下述混合糖细胞的存在下发酵糖组合物，所述混合糖细胞包含2至15个拷贝的一种或多种木糖异构酶基因和/或2至15个拷贝的一种或多种木糖还原酶和木糖醇脱氢酶，其中这些基因被整合进细胞基因组中；和b)回收发酵产物。在一种实施方式中，混合物的糖细胞是Saccharomyces属的细胞。在一种实施方式中，混合物的糖细胞是Saccharomyces cerevisiae种。在一种实施方式中，发酵产物是乙醇。 附图说明图I展示了质粒pPWT006的物理图谱。图2展示了质粒pPWT018的物理图谱。图3展示了 Southern印迹放射自显影图。用EcoRI和HindIII 二者消化野生型菌株CEN. PK113-7D (泳道I)和BIE104A2 (泳道2)的染色体DNA。将印迹与特异性的SIT2-探针杂交。图4展示了质粒pPWT080的物理图谱，其序列在SEQ ID NO 8中给出。图5展示了在不同培养基上BIE104P1A2在需氧条件下的生长曲线。在YNB 2%半乳糖上预培养菌株BIE104A2P1。生长曲线在2%半乳糖和I %阿拉伯糖上开始，之后是在图中由数字(I)标注的事件转移至含2%阿拉伯糖作为唯一碳源的YNB上。达到高于I的OD 600后，将培养物转移至具有O. 2的起始OD 600的新鲜培养基上。在纯阿拉伯糖培养基上转移三次后，将得到的菌株命名为BIE104P1A2C。图6展示了在2%阿拉伯糖作为唯一碳源的YNB上，BIE104P1A2C在厌氧条件下的生长曲线。达到高于I的OD 600后，将培养物转移至具有O. 2的起始OD 600的新鲜培养基上。若干次转移后，将得到的菌株命名为BIE104PlA2d( = BIE201)。图7展示了质粒pPWT042的物理图谱，其序列在SEQ ID NO 14中给出。图8展示了转化混合物在需氧条件下的生长曲线。用片段XlS-Tyl转化菌株BIE201X9并且转化混合物用来接种补充有2%木糖的Verduyn-培养基。在OD 600达到约35后，一小份的培养物用来接种具有新鲜培养基的第二摇瓶。从第二摇瓶中分离用于进一步分析的菌落。图9展示了在补充有2%葡萄糖或2%木糖或2%阿拉伯糖或2%半乳糖的Verduyn-培养基上单个菌落隔离群的生长。图10展示了在补充有2%木糖或2%阿拉伯糖的Verduyn-培养基上经选择的单个菌落隔离群的生长。图11展示了在补料分批实验中，在合成培养基上菌株BIE104PlY9mc和BIE201的混合培养物的糖转化和产物形成。持续测量CO2产生。通过跟踪培养物的光密度来监测生长。预培养物在2%葡萄糖上生长。图12展示了在补料分批实验中，在合成培养基上菌株BIE252的糖转化和产物形成。持续测量CO2产生。通过跟踪培养物的光密度来监测生长。预培养物在2%葡萄糖上生长。图13展示了在补料分批实验中产生的总CO2。图14展示了在分批实验中，在合成培养基上菌株BIE104PlY9mc和BIE201的混合培养物的糖转化和产物形成。持续测量CO2产生。通过跟踪培养物的光密度来监测生长。预培养物在2%葡萄糖上生长。图15展示了在分批实验中，在合成培养基上菌株BIE252的混合培养物的糖转化和产物形成。持续测量CO2产生。通过跟踪培养物的光密度来监测生长。预培养物在2%葡萄糖上生长。图16展示了在分批实验中产生的总C02。图17展示了在13.8% d. m下的水解的玉米纤维中菌株BIE252的性能。示出了C02产生率、乙醇生产和糖转化。图18展示了在10% d.m下的水解的玉米秸杆中菌株BIE252的性能。示出了 C02产生率、乙醇生产和糖转化。图19展示了在10% d.m下的水解的小麦秸中菌株BIE252的性能。示出了 C02产 生率、乙醇生产和糖转化。 图20a展示了菌株BIE252的糖转化(率)。图20b展示了在具有2%葡萄糖的YEP-培养基中培养超过100代后，菌株BIE252的单个菌落隔离群的糖转化(率)。图20c展示了在具有2%葡萄糖的YEP-培养基中培养超过100代后，菌株BIE252的单个菌落隔离群的糖转化(率)。图21展示了质粒pPWT148的物理图谱。图22展示了质粒pPWT152的物理图谱。图23展示了用溴化乙锭染色的CHEF凝胶。使用CHEF技术根据它们的尺寸分离染色体。分析的菌株是BIE104(未转化的酵母细胞)、BIE104A2Pla (不能消耗阿拉伯糖的第一转化体，BIE104A2P1的同物异名)、通过适应性进化得自BIE104A2P1的菌株BIE104A2P1C(其能在阿拉伯糖上生长)、通过适应性进化得自BIE104A本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·克莱斯森，比安卡·伊丽莎白·玛丽亚·吉勒森，吉斯博蒂娜·皮特奈拉·苏勒库姆·范，威尔伯特·赫尔曼·马里·海涅，
申请(专利权)人：帝斯曼知识产权资产管理有限公司，
类型：
国别省市：
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