在木糖上生长的重组破囊壶菌和其组合物、制备方法及用途技术

本发明专利技术涉及在木糖上生长的重组破囊壶菌和包含所述重组破囊壶菌的细胞培养物，以及使用所述重组破囊壶菌生产细胞培养物、生物质、微生物油、组合物和生物燃料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请涉及在木糖上生长的重组破囊壶菌和包含所述重组破囊壶菌的细胞培养物，以及使用所述重组破囊壶菌生产细胞培养物、生物质、微生物油、组合物和生物燃料的方法。
技术介绍
脂肪酸基于碳链长度和饱和特性分类。根据存在于链中的碳的数目将脂肪酸称为短链、中链或长链脂肪酸，当碳原子间不存在双键时称为饱和脂肪酸，而当存在双键时称为不饱和脂肪酸。当仅存在一个双键时不饱和长链脂肪酸是单不饱和的，而当存在多于一个双键时是多不饱和的。多不饱和脂肪酸(PUFA)基于所述脂肪酸甲基末端的第一个双键的位置分类Ω-3(η-3)脂肪酸在第三个碳处包含第一个双键，而Ω-6(η-6)脂肪酸在第六个碳处包含第一个双键。例如，二十二碳六烯酸(“DHA”)是Ω-3长链多不饱和脂肪酸(LC-PUFA)，具有22个碳的链长和6个双键，通常标为“22: 6η-3”。其他Ω -3LC-PUFA包括标为“20: 5η_3”的二十碳五烯酸(“ΕΡΑ”)和标为“22:5η-3”的Ω-3 二十二碳五烯酸(“DPA η_3”)。DHA和EPA已被称为“必需”脂肪酸。Q-6LC-PUFA包括标为“20: 4n_6”的花生四烯酸(“ARA”)和标为“22:5n-6”的Ω-6 二十二碳五烯酸(“DPA n_6，，)。Ω-3脂肪酸是生物学上重要的分子，由于其存在于细胞膜而影响细胞生理学，调节生物活性化合物的生成和基因表达，且充当生物合成底物。Roche，H. Μ.，Proc. Nutr.Soc. 58 :397-401(1999)。例如，DHA占人大脑皮层中脂质的约15%_20%、并占视网膜中月旨质的约30%-60%，其集中于睾丸和精子中，且是乳汁中的重要成分。Jean-Pascal Berge和Gilles Barnathan，“来自海洋生物脂质的脂肪酸分子生物多样性，作为生物标记的作用，生物活性化合物和经济方面”(Fatty Acids from Lipids of Marine Organisms Molecular Biodiversity, Roles as Biomarkers, Biologically Active Compounds， andEconomical Aspects)，《海洋生物技术》(Marine Biotechnology) I 49 (Τ· Scheper 编，2005) o DHA占大脑中Ω-3脂肪酸的多达97%和视网膜中Ω-3脂肪酸的多达93%。此外，DHA对胎儿和婴儿发育以及维持成人中的认知功能是必需的。同上。包括DHA和EPA在内的Ω -3脂肪酸还具有抗炎特性。参见例如同上以及Simopoulos, Α. P.，J. Am. Coll. Nutr. 21 495-595(2002)。特别的是，EPA与花生四烯酸竞争通过环氧合酶和脂氧合酶进行的二十烷类如前列腺素和白三烯的合成。同上。由于Ω-3脂肪酸不在人体内从头合成，这些脂肪酸必须获得自营养源。破囊壶菌(thraustochytrids)是破囊壶菌目(Thraustochytriales)微生物，其被认为是脂质生产的替代来源。例如，已经报道了破囊壶菌菌种的菌株以占该生物体所产生总脂肪酸的高百分比生成Ω-3脂肪酸。参见例如美国专利第5，130，242号；Huang, J.等，J. Am. Oil. Chem. Soc. 78 :605-610 (2001) ；Huang, J.等，Mar. Biotechnol. 5 450-457(2003)，以整体引用的方式并入本文。破囊壶菌还被认为是生产生物燃料的脂质来源。参见例如美国公开第2009/0064567号和WO 2008/067605，以整体引用的方式并入本文。植物生物质由三种主要组分构成；纤维素、半纤维素、和木质素。纤维素主要是由葡萄糖聚合物构成，半纤维素富含木糖聚合物，而木质素主要 是由复杂的多酚类化合物构成。来自这些生物质级分的碳水化合物被统称为木素纤维素糖，并已被作为乙醇发酵的低成本可再生原料的来源进行了研究。来自例如甘蔗渣、玉米秸杆、柳枝稷、麦秸杆、硬木和软木等来源的植物半纤维素可以是富含木糖的糖的来源。可以通过酸水解和/或酶消化从半纤维素释放这些糖类。虽然破囊壶菌代谢葡萄糖和/或果糖，但是其似乎无法天然代谢木糖。参见，例如，Honda 等，Mycol. Res. 4:439-448(1998) ；Goldstein, American J. of Botany 50:271-279 (1963) ；Damare, Indian Journal of Marine Sciences 35:326-340 (2006)。由此，破囊壶菌培养，包括商业和工业培养，目前需要葡萄糖浆作为碳源和能源。对于产生能够在替代碳源如木糖上生长的破囊壶菌以在商业和工业应用中使用的需求一直存在。专利技术概述本专利技术涉及一种生产破囊壶菌细胞培养物的方法，包括(a)用包含编码与木糖输入、木糖向木酮糖转换、木酮糖磷酸化、或其组合相关的多肽的多核苷酸序列的核酸分子转化破囊壶菌细胞，并(b)在包含木糖作为碳源的培养基中培养转化的破囊壶菌细胞。在一些实施方案中，与木糖输入、木糖向木酮糖的转换、或木酮糖磷酸化相关的多肽选自下组异源木糖转运蛋白、异源木糖异构酶、异源木酮糖激酶、异源木糖还原酶、异源木糖醇脱氢酶及其组合。在一些实施方案中，破囊壶菌细胞表达异源木糖转运蛋白、异源木糖异构酶、和异源木酮糖激酶。在一些实施方案中，破囊壶菌细胞表达异源木糖转运蛋白、异源木糖还原酶、异源木糖醇脱氢酶、和异源木酮糖激酶。在一些实施方案中，编码与木糖输入相关的多肽的多核苷酸序列与选自下组的序列是至少90%相同的登录号AJ875406、BT015128、AF127802、AJ249910、X59465、或 X55392 的多核苷酸序列；编码登录号 CAB76571的氨基酸序列的多核苷酸序列；SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO: 21、SEQ ID NO: 22、或SEQ ID NO: 23的多核苷酸序列，及其组合。在一些实施方案中，破囊壶菌是裂殖壶菌属或破囊壶菌属的。在一些实施方案中，本专利技术涉及通过所述方法生产的破囊壶菌细胞培养物。本专利技术也涉及包含含有编码与木糖输入、木糖向木酮糖的转换、木酮糖磷酸化、或其组合相关的多肽的多核苷酸序列的核酸分子的破囊壶菌细胞。在一些实施方案中，与木糖输入、木糖向木酮糖的转换、木酮糖磷酸化相关的多肽选自下组异源木糖转运蛋白、异源木糖异构酶、异源木酮糖激酶、异源木糖还原酶、异源木糖醇脱氢酶及其组合。在一些实施方案中，破囊壶菌细胞表达异源木糖转运蛋白、异源木糖异构酶、和异源木酮糖激酶。在一些实施方案中，破囊壶菌细胞表达异源木糖转运蛋白、异源木酮糖激酶、异源木糖还原酶、和异源木糖醇脱氢酶。在一些实施方案中，编码木糖与输入相关的多肽的多核苷酸序列与选自下组的序列是至少90%相同的登录号AJ875406、BT015128、AF127802、AJ249910、X59465、或X55392的多核苷酸序列；编码登录号CAB76571的氨基酸序列的多核苷酸序列；SEQ ID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：JC利普梅尔，KE埃普特，
申请(专利权)人：DSMIP资产公司，
类型：
国别省市：