用于降解或转化纤维素材料的方法技术

本发明专利技术涉及用于降解或转化纤维素材料的方法，其包括：在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下用酶组合物处理纤维素材料；和涉及用于降解或转化纤维素材料的酶组合物，其包含一种或多种(例如几种)具有纤维素分解和/或半纤维素分解活性的酶，和具有过氧化氢酶活性的多肽。肽。

【技术实现步骤摘要】
用于降解或转化纤维素材料的方法
[0001]本申请是基于申请日为2012年3月26日，优先权日为2011年3月25日，专利技术名称为：“用于降解或转化纤维素材料的方法”，申请号为201280025435.0的专利申请，以及申请号为201810257103.4的分案专利申请的分案申请。
[0002]对序列表的援引
[0003]本申请包含计算机可读形式的序列表，所述计算机可读形式通过提述并入本文。
[0004]专利技术背景


[0005]本专利技术涉及降解或转化纤维素材料的方法，和用于降解或转化纤维素材料的酶组合物。

技术介绍

[0006]过氧化氢酶[过氧化氢：过氧化氢氧还酶(EC 1.11.1.6)]是催化过氧化氢(H2O2)转化为氧(O2)和水(H2O)的酶。这些普遍存在的酶已从多种动物组织、植物和微生物纯化(Chance和Maehly,1955,Methods Enzymol.2:764
‑
791)。
[0007]过氧化氢酶制备物在商业上用于诊断用酶试剂盒，从葡萄糖酶法产生葡糖酸钠，中和H2O2废物，从纺织品织物去除H2O2，和用于在食物和饮料中去除H2O2和/或生成O2。
[0008]纤维素是单糖通过β
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1,4
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键共价连接的聚合物。许多微生物产生水解β
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连接的葡聚糖的酶。这些酶包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶和β
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葡糖苷酶。内切葡聚糖酶在随机位置消化纤维素聚合物，使其暴露于纤维二糖水解酶攻击(attack)。纤维二糖水解酶从纤维素聚合物的末端顺序地释放纤维二糖的分子。纤维二糖是水溶性的β
‑
1,4
‑
连接的葡萄糖二聚体。β
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葡糖苷酶将纤维二糖水解成葡萄糖。
[0009]木素纤维素材料的转化具有以下优势：大量原料现成可用，而且可以理想地避免燃烧或填埋材料。木材、农业残余物、草本作物和城市固体废物被认为是原料。这些材料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。一旦将木素纤维素转化成单糖例如葡萄糖，所述单糖可进一步转化为许多有用的物质，例如燃料、饮用乙醇、发酵产物和/或化学品(例如酸、醇、酮、气体等)。
[0010]在本领域中改善用于降解或转化纤维素材料的方法会是有利的。

技术实现思路

[0011]本专利技术涉及用于降解或转化纤维素材料的方法，其包括：在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下用酶组合物处理纤维素材料。
[0012]本专利技术亦涉及用于产生发酵产物的方法，其包括：
[0013](a)在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下用酶组合物糖化纤维素材料；
[0014](b)用一种或多种(例如几种)发酵微生物发酵经糖化的纤维素材料以产生发酵产物；和
[0015](c)从发酵回收发酵产物。
[0016]本专利技术进一步涉及发酵纤维素材料的方法，其包括：用一种或多种(例如几种)发酵微生物发酵所述纤维素材料，其中所述纤维素材料在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下被用酶组合物水解。
[0017]本专利技术还涉及用于降解或转化纤维素材料的酶组合物，其包含具有纤维素分解活性和/或木质素降解活性的酶和具有过氧化氢酶活性的多肽；及该组合物的用途。
附图说明
[0018]图1显示一种Talaromyces stipitatus过氧化氢酶基因的基因组DNA序列(SEQ ID NO:3)和和氨基酸序列(SEQ ID NO:4)。
[0019]图2显示一种特异腐质霉(Humicola insolens)过氧化氢酶基因的基因组DNA序列(SEQ ID NO:5)和和氨基酸序列(SEQ ID NO:6)。
[0020]图3显示一种Penicillium emersonii过氧化氢酶基因的基因组DNA序列(SEQ ID NO:7)和和氨基酸序列(SEQ ID NO:8)。
[0021]定义
[0022]过氧化氢酶活性：术语“过氧化氢酶活性”在本文中定义为过氧化氢：过氧化氢氧还酶活性(EC 1.11.1.6)，其催化2H2O2至O2+2H2O的转化。就本专利技术的目的而言，过氧化氢酶活性根据美国专利号5,646,025测定。一个单位的过氧化氢酶活性等于在测定条件下催化1μmol过氧化氢的氧化的酶量。
[0023]在一个方面，用于本专利技术的过氧化氢酶具有SEQ ID NO:2的成熟多肽，SEQ ID NO:4的成熟多肽，SEQ ID NO:6的成熟多肽，或SEQ ID NO:8的成熟多肽的过氧化氢酶活性的至少20％，例如至少40％，至少50％，至少60％，至少70％，至少80％，至少90％，至少95％，或至少100％。
[0024]乙酰木聚糖酯酶：术语“乙酰木聚糖酯酶”意指催化从聚合木聚糖、乙酰化木糖、乙酰化葡萄糖、乙酸α
‑
萘酯(alpha
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napthyl acetate)和乙酸对硝基苯酯(p
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nitrophenyl acetate)水解乙酰基团的羧基酯酶(EC 3.1.1.72)。就本专利技术而言，乙酰木聚糖酯酶活性是使用含有0.01％ TWEEN
TM 20(聚氧乙烯山梨聚糖单月桂酸酯)的50mM乙酸钠pH 5.0中的0.5mM乙酸对硝基苯酯作为底物确定的。一个单位的乙酰木聚糖酯酶定义为能够在pH 5,25℃每分钟释放1微摩尔对硝基苯酚阴离子(p
‑
nitrophenolate anion)的酶量。
[0025]α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷酶：术语“α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷酶”意指α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷阿拉伯呋喃水解酶(EC 3.2.1.55)，其催化对α
‑
L
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阿拉伯糖苷中的末端非还原性α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷残基的水解。该酶对α
‑
L
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阿拉伯呋喃糖苷、含有(1,3)
‑
和/或(1,5)
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连接的α
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L
‑
阿拉伯聚糖、阿拉伯木聚糖和阿拉伯半乳聚糖起作用。α
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L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶也称为阿拉伯糖苷酶、α
‑
阿拉伯糖苷酶、α
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L
‑
阿拉伯糖苷酶、α
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阿拉伯呋喃糖苷酶、多糖α
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L
‑
阿拉伯呋喃糖苷酶、α
‑
L
‑
阿拉伯呋喃糖苷水解酶、L
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阿拉伯糖苷酶或α
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L
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阿拉伯聚糖酶。就本专利技术而言，α
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L
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阿拉伯呋喃糖苷酶活性是使用每ml的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于降解或转化纤维素材料的方法，其包括：在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下用酶组合物处理纤维素材料。2.权利要求1的方法，其中所述酶组合物包含一种或多种(例如几种)选自下组的酶：纤维素酶、具有纤维素分解增强活性的GH61多肽，半纤维素酶、酯酶、棒曲霉素、漆酶、木质素分解酶、果胶酶、过氧化物酶、蛋白酶和膨胀素。3.权利要求1或2的方法，其中所述纤维素材料选自下组：农业残余物、草本材料、城市固体废物、纸浆与造纸厂残余物、废纸和木材；优选芦竹、甘蔗渣、竹、玉米穗轴、玉米纤维、玉米秸秆、芒草属植物、橙皮、稻杆、柳枝稷、麦杆、桉树、枞树、松树、杨树、云杉、柳树、藻类纤维素、细菌纤维素、棉绒、滤纸、微晶纤维素或磷酸处理的纤维素。4.权利要求1
‑
3任一项的方法，其中所述纤维素材料被预处理，特别是通过化学预处理、物理预处理或生物化学预处理而被预处理。5.权利要求1
‑
4任一项的方法，其中所述具有过氧化氢酶活性的多肽选自下组：(a)多肽，其与SEQ ID NO:2的成熟多肽、SEQ ID NO:4的成熟多肽、SEQ ID NO:6的成熟多肽、或SEQ ID NO:8的成熟多肽具有至少60％序列同一性；(b)多肽，其由在低、中等、中等
‑
高、高或非常高严格条件下与以下杂交的多核苷酸编码：(i)SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:5、或SEQ ID NO:7的成熟多肽编码序列，(ii)它们的cDNA序列，或(iii)(i)或(ii)的全长互补链；(c)多肽，其由与以下具有至少60％序列同一性的多核苷酸编码：SEQ ID NO:1的成熟多肽编码序列、SEQ ID NO:3的成熟多肽编码序列、SEQ ID NO:5的成熟多肽编码序列、或SEQ ID NO:7的成熟多肽编码序列，或其cDNA序列；(d)SEQ ID NO:2的成熟多肽的变体、SEQ ID NO:4的成熟多肽的变体、SEQ ID NO:6的成熟多肽的变体、或SEQ ID NO:8的成熟多肽的变体，其在一个或多个(例如几个)位置包含取代、缺失和/或插入；和(e)(a)、(b)、(c)或(d)的多肽的具有过氧化氢酶活性的片段。6.权利要求1
‑
5任一项的方法，其中所述具有过氧化氢酶活性的多肽是来自嗜热子囊菌属(Thermoascus)、踝节菌属(Talaromyces)、腐质霉属(Humicola)或青霉属(Penicillium)的过氧化氢酶。7.一种用于产生发酵产物的方法，其包括：(a)在具有过氧化氢酶活性的多肽的存在下用酶组合物糖化纤维素材料；(b)用一种或多种(例如几种)发酵微生物发酵经糖化的纤维素材料以产生发酵产物；和(c)从发酵回收发酵产物。8.权利要求7的方法，其中所述酶组合物包含一种或多种(例如几种)选自下组的酶：纤维素酶、具有纤维素分解增强活性的GH61多肽，半纤维素酶、酯酶、棒曲霉素、漆酶、木质素分解酶、果胶酶、过氧化物酶、蛋白酶和膨胀素。9.权利要求7或8的方法，其中所述纤维素材料选自下组：农业残余物、草本材料、城市固体废物、纸浆与造纸厂残余物、废纸和木材；优选芦竹、甘蔗渣、竹、玉米穗轴、玉米纤维、玉米秸秆、芒草属植物、橙皮、稻杆、柳枝稷、麦杆、桉树、枞树、松树、杨树、云杉、柳树、藻类纤维素、细菌纤维素、棉绒、滤纸、微晶纤维素或磷酸处理的纤维素。
10.权利要求7
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9任一项的方法，其中所述发酵产物是醇、烷烃、环烷烃、烯烃、氨基酸、气体、异戊二烯、酮、有机酸或聚酮化合物。11.权利要求7
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10任一项的方法，其中与不存在具有过氧化氢酶活性的多肽相比，具有过氧化氢酶活性的多肽的存在增加纤维素材料的水解。12.权利要求7
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11任一项的方法，其中所述具有过氧化氢酶活性的多肽选自下组：(a)多肽，其与SEQ ID NO:2的成熟多肽、SEQ ID NO:4的成熟多肽、SEQ ID NO:6的成熟多肽、或SEQ ID NO:8的成熟多肽具有至少60％序列同一性；(b)多肽，其由在低、中等、中等
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高、高或非常高严格条件下与以下杂交的多核苷酸编码：(i)SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:5、或SEQ ID NO:7的成熟多肽编码序列，(ii)它们的cDNA序列，或(iii)(i)或(ii)的全长互补链；(c)多肽，其由与以下具有至少60％序列同一性的多核苷酸编码：SEQ ID NO:1的成熟多肽编码序列、SEQ ID NO:3的成熟多肽编码序列、SEQ ID NO:5的成熟多肽编码序列、或SEQ ID NO:7的成熟多肽编码序列，或其cDNA序列；(d)SEQ ID NO:2的成熟多肽的变体、SEQ ID NO:4的成熟多肽的变体、SEQ ID NO:6的成熟多肽的变体、或SEQ ID NO:8的成熟多肽的变体，其在一个或多个(例如几个)位置包含取代、缺失和/或插入；和(e)(a)、(b)、(c)或(d)的多肽具有过氧化氢酶活...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鸿志，任海彧，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：