微生物在半纤维素衍生碳水化合物中生长的适应和工艺优化制造技术

本文提供了制备经修饰以相较于未经修饰的微生物增加木糖消耗的微生物的方法。所述方法包括提供消耗木糖的微生物，其包含两个或更多个拷贝的编码木糖异构酶的核酸序列和两个或更多个拷贝的编码木糖激酶的核酸序列；在包含木糖的培养基中培养微生物并收获一部分微生物。将这些步骤重复多次。然后分离微生物。与对照消耗木糖的微生物相比，分离的微生物具有增加的木糖消耗速率。还提供了通过所提供的方法制备的微生物群体。提供了培养微生物群体的方法和减少包含微生物群体的培养物中木糖醇产量的方法。产量的方法。产量的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微生物在半纤维素衍生碳水化合物中生长的适应和工艺优化
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2018年10月23日提交的美国临时申请第62/749,554号的优先权，所述美国临时申请通过引用以其整体并入本文。

技术介绍

[0003]真核微生物可用于通过将培养基中提供的碳转化为脂质来产生脂质。然后可以从微生物中收获这些脂质，并以多种方式使用，包括生产营养油和生物燃料。通常，培养基中提供的碳是葡萄糖。然而，葡萄糖是昂贵的培养基成分。通过将纤维素和半纤维素组分转化为两个主要的流半纤维素葡萄糖流和半纤维素木糖流，可以从木质纤维素材料中获得更便宜的碳源。然而，在大多数情况下，木糖无法代谢，因此通常被视为废料。

技术实现思路

[0004]本文提供了制备经修饰以相较于未经修饰的微生物增加木糖消耗的微生物的方法。所述方法包括提供消耗木糖的微生物，其包含两个或更多个拷贝的编码木糖异构酶的核酸序列和两个或更多个拷贝的编码木糖激酶的核酸序列；在包含木糖的培养基中培养微生物并收获一部分微生物。将这些步骤重复多次。然后分离微生物。与对照消耗木糖的微生物相比，分离的微生物具有增加的木糖消耗速率。还提供了通过所提供的方法制备的微生物群体。提供了培养微生物群体的方法和减少包含微生物群体的培养物中木糖醇产量的方法。
附图说明
[0005]图1A、图1B、图1C、图1D、图1E和图1F是显示Iso
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his#16、7
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7、Gxs1 7
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7、AspTx 7r/>‑
7和51
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7在各种培养基中的木糖耗竭的图，显示了相对于野生型(未修饰的)微生物的改进。关于菌株的描述，参见表1。图1A和图1B是分别显示当微生物在实验室级20g/L葡萄糖和20g/L木糖(2:2GX)上生长时，木糖消耗和木糖转化为木糖醇的量的图。图1C和图1D是分别显示当微生物在实验室级20g/L葡萄糖和50g/L木糖(2:5GX)上生长时，木糖消耗和木糖转化为木糖醇的量的图。图1E和图1F分别显示了当微生物在实验室级60g/L木糖(6％木糖)上生长时，木糖消耗和木糖转化为木糖醇的量。
[0006]图2A、图2B、图2C和图2D是显示添加木糖醇对7
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7和51
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7菌株使用葡萄糖和木糖的影响的图表，所述7
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7和51
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7菌株生长在浓度为2％葡萄糖、5％木糖或2:5葡萄糖：木糖的实验室级碳源中。图2A是显示在2％葡萄糖(2％G)、2％葡萄糖和1g/L木糖醇或2％葡萄糖和15g/L木糖醇中生长的7
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7和51
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7消耗的葡萄糖的图。图2B是显示在5％木糖、5％木糖和1g/L木糖醇或5％木糖和15g/L木糖醇中生长的7
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7和51
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7消耗的木糖的图。图2C和图2D是显示在2:5的葡萄糖：木糖(2:5GX)、2:5GX和1g/L木糖醇或2:5GX和15g/L木糖醇中生长的7
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7和51
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7所用的葡萄糖(2C)和所用的木糖(2D)的图。
[0007]图3A、图3B和图3C是显示在含有半纤维素木糖的培养基中用Gxs1 7
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7和51
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7发酵
的图。图3A是显示在含有半纤维素木糖的培养基中生长的7
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7和Gxs1 7
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7的生物质积累的图。图3B和图3C是显示在含有半纤维素木糖的培养基中生长的51
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7(3B)和Gxs1 7
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7(3C)菌株的碳消耗和木糖醇积累的图。
[0008]图4是显示氮浓度影响野生型未修饰的ONC
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T18、7
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7和51
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7菌株中的木糖醇产生的图。
[0009]图5A和图5B是显示7
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7和AspTx 7
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7菌株的传代导致在5％木糖(5A)和2:5葡萄糖：木糖(5B)中木糖使用增加的菌株的图。碳源是实验室级的。
[0010]图6A、图6B、图6C和图6D是显示在5％木糖(5％Xyl)和2:5葡萄糖：木糖(2:5％Glc:Xyl)浓度下，在实验室级碳源中生长的传代51
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7菌株的木糖使用和木糖醇产生以及生物质产生的图。图6A是显示当传代菌株在5％木糖上生长时使用的木糖的图。图6B是显示当传代菌株在2:5葡萄糖：木糖上生长时使用的木糖的图。图6C是显示传代菌株产生木糖醇的图。图6D是显示在5％木糖或2:5葡萄糖：木糖上生长的传代菌株的生物质产生的图。
[0011]图7A和图7B是显示由51
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7原始菌株和51
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7传代菌株使用的木糖(7A)和产生的木糖醇(7B)的图。
[0012]图8A、图8B和图8C是显示在51
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7传代菌株中的相对木糖异构酶和pirXK拷贝数的图像和图。图8A是Southern印迹的图像，其显示了木糖异构酶和pirXK基因以及IMP上样对照。图8B是来自Southern印迹的相对木糖异构酶强度的图。图8C是Southern印迹的相对pirXK强度的图。
[0013]图9A、图9B和图9C是显示提高半纤维素木糖浓度对51
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7和51
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7XP16(16次代后分离的菌株)培养物的影响的图。图9A是显示当菌株在20、30、40或50g/L半纤维素木糖中培养时使用的木糖量的图。图9B是显示当菌株在各种量的半纤维素木糖中培养时使用的葡萄糖量的图。图9C是显示当菌株在各种量的半纤维素木糖中培养时产生的木糖醇的量的图。
[0014]图10A和图10B是显示提高半纤维素葡萄糖浓度对51
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7和51
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7XP16培养物的影响的图。图10A是显示当菌株在30g/L、40g/L或50g/L的半纤维素葡萄糖中培养时使用的葡萄量的图。图10B是显示当菌株在30g/L、40g/L或50g/L的半纤维素葡萄糖中培养时使用的木糖量的图。
[0015]图11A、图11B和图11C是显示使用51
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7XP16菌株的基准发酵的图。图11A是显示在以实验室级木糖和葡萄糖为原料的一式两份的容器(容器A和容器B)中生长的51
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7XP16的生物质生长的图。图11B是显示容器A中的碳消耗量的图。图11C是显示容器B中的碳消耗量的图。
[0016]图12A和图12B是显示在实验室级碳水化合物上生长的容器A(12A)和容器B(12B)中51
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7XP16的脂肪酸谱的表。
[0017]图13是显示51
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7XP16的生物质生长的图，其中氮浓度以及半纤维素木糖和半纤维素葡萄糖加倍(51
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7XP16 C5/C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】1.一种制备木糖消耗增加的微生物的方法，所述方法包括a.提供消耗木糖的微生物，其包含两个或更多个拷贝的编码木糖异构酶的核酸序列和两个或更多个拷贝的编码木糖激酶的核酸序列；b.在包含木糖的第一培养基中培养所述微生物至少3天；c.培养步骤(b)后，从所述第一培养基中收获一部分所述微生物；d.在包含木糖的第二培养基中培养所述收获的部分微生物至少3天；e.培养步骤(d)后，从所述第二培养基中收获一部分所述微生物；f.在第三培养基和第四培养基中重复培养和收获步骤(d)和(e)至少两次；g.从步骤(f)中分离所述收获的微生物，其中与对照消耗木糖的微生物相比，所述分离的微生物具有增加的木糖消耗速率。2.如权利要求1所述的方法，其中所述培养基中的一种或多种还包含葡萄糖。3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一培养基还包含葡萄糖。4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述第二培养基还包含葡萄糖。5.如权利要求2
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2中任一项所述的方法，其中所述一种或多种培养基中的葡萄糖与木糖的浓度比为2:2至2:5。6.如权利要求1
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5中任一项所述的方法，其中将所述微生物在所述培养步骤中的一个或多个中培养3至7天。7.如权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中所述培养基中的一种或多种包含5％木糖重量/体积。8.如权利要求1
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6中任一项所述的方法，其中所述培养基中的一种或多种包含20至200g/L木糖。9.如权利要求1
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8中任一项所述的方法，其中在第四至第二十五培养基中将所述培养和收获步骤(d)和(e)重复4
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25次。10.如权利要求1
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9中任一项所述的方法，其中所述分离的微生物在包含半纤维素木糖作为唯一碳源的培养基中以至少2g/L/h消耗半纤维素木糖。11.如权利要求1所述的方法，其中所述木糖是半纤维素木糖。12.如权利要求1
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11中任一项所述的方法，其中所述分离的微生物在包含半纤维素木糖和半纤维素葡萄糖的培养基中以至少3g/L/h消耗半纤维素木糖。13.一种分离的微生物群体，其通过权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伯利，
申请(专利权)人：玛拉可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：