与木质素结合降低的碳水化合物结合组件制造技术

本发明专利技术提供了经修饰的第1家族碳水化合物结合组件(carbohydrate?binding?module，CBM)，其在10、11、12、14、17、21、24、29、31、33和37位中的一个或更多个上包含氨基酸替换，所述位置通过第1家族CBM的氨基酸序列与SEQ?ID?NO：30的比对来确定，并且与SEQ?ID?NO：30有约50％至约99.9％的氨基酸序列同一性。还提供了包含经修饰的第1家族CBM的经修饰的糖苷酶、用于表达经修饰的第1家族CBM或经修饰的糖苷酶的基因构建体和遗传修饰微生物。在木质素的存在下，经修饰的第1家族CBM使得经修饰的糖苷酶与木质素的结合降低和/或水解活性增加，其可用于在木质素的存在下水解纤维素或半纤维素的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及经修饰的碳水化合物结合组件(carbohydrate binding module)。更具体地，本专利技术涉及表现出与木质素结合降低的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件。 本专利技术还涉及包含经修饰的第I家族碳水化合物结合组件的经修饰的糖苷酶、包含编码经修饰第I家族碳水化合物结合组件或经修饰糖苷酶的核苷酸序列的基因构建体，以及包含经修饰的第I家族碳水化合物结合组件的经修饰的糖苷酶在木质素的存在下水解纤维素或半纤维素底物的用途。
技术介绍
地球上多于50%的有机碳发现于植物的细胞壁中。植物细胞壁主要由以下化合物组成纤维素、半纤维素和木质素。这些化合物总称为“木质纤维素”，它们是发酵成乙醇或其他高值产品的糖和其他有机分子的潜在来源。由于纤维素乙醇在环境方面的有利且可持续的性质，将木质纤维素(或木质纤维素类生物质)转化为乙醇已成为新兴能源政策的关键特征。针对纤维素转化开发了数种技术。本文关注的方法是对木质纤维素类生物质进行增加其对水解酶的敏感性的预处理， 然后使预处理过的木质纤维素经酶促水解成糖并且将这些糖发酵成乙醇或其他高值的有机分子(如丁醇)。常用的预处理方法包括稀 酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.11 US 61/303,4001.经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其在选自10、11、12、14、17、21、24、29、31、33和37的一个或更多个位置上包含氨基酸替换，所述位置通过比对第I家族碳水化合物结合组件的氨基酸序列与SEQID N0:30所示里氏木霉(Trichoderma reesei) Cel6A碳水化合物结合组件的氨基酸序列来确定，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件显示出与结晶纤维素结合并且包含与SEQ ID NO :30具有约50%至约99. 9%同一性的氨基酸序列。2.经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其在选自11、12、14、17、24、29和31的一个或更多个位置上包含替换为酸性氨基酸的氨基酸替换，所述位置通过比对第I家族碳水化合物结合组件的氨基酸序列与SEQ ID N0:30所示里氏木霉Cel6A碳水化合物结合组件的氨基酸序列来确定，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件显示出与结晶纤维素结合并且包含与SEQ ID NO :30具有约50%至约99. 9%同一性的氨基酸序列。3.权利要求2所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中所述酸性氨基酸是天冬氨酸。4.经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其在选自10、21、33和37的一个或更多个位置上包含氨基酸替换，所述位置通过比对第I家族碳水化合物结合组件的氨基酸序列与SEQ ID NO :30所示里氏木霉Cel6A碳水化合物结合组件的氨基酸序列来确定，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件显示出与结晶纤维素结合并且包含与SEQ IDNO :30具有约50 %至约99. 9 %同一性的氨基酸序列。5.权利要求4所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中将所述第10位上的氨基酸替换为丝氨酸，将所述第21位上的氨基酸替换为芳族氨基酸，将所述第33位上的氨基酸替换为天冬酰胺，以及将所述第37位上的氨基酸替换为芳族酸性氨基酸。6.权利要求5所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中将所述第21位上的氨基酸替换为酪氨酸，以及将所述第37位上的氨基酸替换为酪氨酸。7.权利要求1至6中任一项所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件的氨基酸序列与SEQ ID NO 30具有约60%至约99. 9% 同一性。8.权利要求1至6中任一项所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件的氨基酸序列与SEQ ID NO 30具有约75%至约99. 9% 同一性。9.权利要求1至8中任一项所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件显示出对木质素的结合降低。10.权利要求1至9中任一项所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件，其中所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件使糖苷酶对木质素的结合降低，所述糖苷酶包含由一个或更多个接头肽连接的所述经修饰的第I家族碳水化合物结合组件、一个或更多个催化结构域和一个或更多个碳水化合物结合组件。11.经修饰的糖苷酶，其包含一个或更多个催化结构域和一个或更多个碳水化合物结合组件，其中 (a)所述一个或更多个催化结构域和一个或更多个碳水化合物结合组件通过一个或更多个接头肽功能性连接；以及(b)所述一个或更多个碳水化合物结合组件中的至少一个是权利要求1至8中任一项所述的经修饰的第I家族碳水化合物结合组件， 与亲本糖苷酶相比，所述经修饰的糖苷酶显示出木质素存在下的水解活性升高和/或对木质素的结合降低，所述亲本糖苷酶包含由相同的一个或更多个接头肽连接的衍生出所述经修饰的碳水化合物结合组件的亲本第I家族碳水化合物结合组件、相同的一个或更多个催化结构域和相同的一个或更多个碳水化合物结合组件。12.权利要求11所述的经修饰的糖苷酶，其中所述一个或更多个催化结构域选自纤维素酶催化结构域、半纤维素酶催化结构域、β -葡糖苷酶催化结构域和辅助成分催化结构域。13.权利要求12所述的经修饰的糖苷酶，其中所述纤维素酶催化结构域是第5、6、7、8、9、12、44、45、48、51、61和74家族糖苷水解酶的成员；所述半纤维素酶催化结构域是第5、8、10、11、26、43、51、54、62或113家族糖苷水解酶的成员，所述β-葡糖苷酶催化结构域是第I或3家族糖苷水解酶的成员；以及所述辅助成分催化结构域是膨胀因子、CIP或扩展蛋白催化结构域。14.权利要求13所述的经修饰的糖苷酶，其中所述纤维素酶催化结构域是第6或7家族糖苷水解酶的成员。15.权利要求14所述的经修饰的糖苷酶，其中所述纤维素酶催化结构域包含SEQIDNO :1(里氏木霉Cel6A)第83-447位氨基酸、SEQ ID NO :124(里氏木霉Cel7A)第1-436位氨基酸、SEQ ID N0:2(特异腐质霉(Humicola insolens) Avi2)第 97-460 位氨基酸,或 SEQID No :3(黄抱原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium) Cel6A)第 81-440 位氛基酸。16.权利要求15所述的经修饰的糖苷酶，其中所述纤维素酶催化结构域包含含有选自以下的一个或更多个氨基酸替换的SEQ ID NO :1(里氏木霉Cel6A)第83-447位氨基酸Y103H、Y103K、Y103R、Y103A、Y103V、Y103L、Y103P、K129E、L136V、L1361、S186K、S186T、S186Y、Q204K、G2131D、A322D、Q363E、G365D、G365E、G365Q、G365S、R410A、R410F、R410L、R410Q 和 R410S。17.权利要求12所述的经修饰的糖苷酶，其中所述β-葡糖苷酶催化结构域是包含选自以下的一个或更多个氨基酸替换...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·J·托马舍克，布赖恩·R·斯克特，丹尼尔·科尔钦斯基，
申请(专利权)人：艾欧基能源公司，
类型：
国别省市：