提高脂肪酸衍生物的产量制造技术

提供了产生来自脂肪酸生物合成途径的产物（脂肪酸衍生物）的基因工程细胞和微生物，以及它们的使用方法。所述产物特别是可以用作生物燃料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提高脂肪酸衍生物的产量
本专利技术提供基因工程细胞和微生物以及它们的使用方法，所述微生物产生来自脂肪酸生物合成途径的产物(即脂肪酸衍生物)。这类产物特别适合作为生物燃料。相关申请的交叉引用本申请要求享有2007年3月28日提交的美国临时申请序列号60/908,547、2007年11月21日提交的美国临时申请序列号60/989,798以及2007年5月18号提交的PCT申请PCT/US2007/011923的优先权，将这些申请均通过引用全文并入本文。
技术介绍
随着技术的发展，与之相伴的是对燃料来源的依赖性的增加。这类燃料来源正变得日益有限和难以获得。随着化石燃料以空前的速度被烧掉，世界上的燃料需求可能不久以后就将超过目前的燃料供给。因此，现在致力于利用可再生能源，诸如日光、水、风和生物质(biomass)。利用生物质产生非石油来源的新的燃料资源(即生物燃料)已成为一种可供选择的方案。生物燃料是一种由烷烃和酯类构成的可生物降解的、清洁燃烧的燃料。生物柴油即是一种示例性的生物燃料。生物柴油可以采用纯的形式(被称为“纯”生物柴油)，或者以任何浓度与常规的石化柴油混合用于大部分内燃柴油发动机中。与基于石油的柴油相比，生物柴油提供了包括燃烧过程中排放量(例如，一氧化碳、硫、芳香烃、烟灰颗粒)下降在内的许多有趣和有吸引力的有益特点。因其基于可再生的生物材料，生物柴油还能维持平衡的二氧化碳循环。生物柴油无毒、可完全生物降解，而且因为燃点高，易燃性低因此非常安全。此外，生物柴油提供良好的润滑性能，从而减少发动机的磨损。目前生产生物柴油的方法涉及将来自植物油原料的三酰甘油进行酯交换，植物油原料，比如在欧洲是油菜，在北美是大豆，在东南亚是棕榈油。因此工业规模的生物柴油生产在地理和季节上局限于植物油原料的产地。酯交换过程产生脂肪酯(fattyesters)混合物，其可以作为生物柴油。酯交换过程中的一种不希望的副产品是甘油。要作为生物柴油使用，必须从上述异质产物中进一步纯化脂肪酯。这最终会增加生物柴油的产量，但增加了脂肪酯生产的成本和所需能量。而且，植物油原料不是高效的能量来源，因为它们需要广大的种植面积。例如，因为只有菜子油产生用于生物柴油，油菜生物质的其他部分不被使用，从油菜产生生物柴油的产量仅有1300L/公顷。此外，某些植物油原料，比如油菜和大豆的种植需要经常进行农作物轮种以防止土地养分耗尽。因此，需要在经济和能量方面高效的生物燃料，以及由可再生能量来源比如生物质生产所述生物柴油的方法。专利技术概述本专利技术涉及从重组细胞中产生脂肪酸衍生物。通常，通过表达或超表达编码脂肪酸衍生物酶的至少一个基因来产生脂肪酸衍生物。此外，可以对重组细胞中编码酰基辅酶A(CoA)脱氢酶的基因进行修饰，从而使该基因的表达弱化。本专利技术的一个方面提供了重组细胞，所述重组细胞包含至少下述之一：(a)至少一个编码脂肪酸衍生物酶的基因，修饰该基因，从而使其超表达；和(b)编码酰基辅酶A脱氢酶的基因，修饰该基因，从而使其表达弱化。所述修饰的编码脂肪酸衍生物酶的基因可以是编码酰基辅酶A合酶、硫酯酶、酯合酶、醇酰基转移酶、醇脱氢酶、酰基辅酶A还原酶或脂肪醇形成酰基辅酶A还原酶的基因。在一个实施方案中，修饰的基因编码酰基辅酶A合酶、硫酯酶和酯合酶。在某些实施方案中，酰基辅酶A合酶和硫酯酶以及/或者酯合酶是修饰的。在某些实施方案中，细胞还包含编码转运蛋白的基因。本专利技术的重组或宿主细胞可以是酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、解脂假丝酵母(Candidalipolytica)、大肠杆菌(E.coli)、节杆菌(Archrobacter)、粘红酵母(Rhodotorulaglutinins)、不动杆菌(Acinetobacter)、解脂假丝酵母、布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii)、弗尼斯氏弧菌(Vibriofurnissii)、藤黄微球菌(Micrococcusleuteus)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)或者枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)细胞，例如节杆菌AK19、不动杆菌(Acinetobactersp.)菌株M-1、大肠杆菌B、大肠杆菌C、大肠杆菌K或者大肠杆菌W细胞。在其他实施方案中，重组细胞是蓝细菌(Cyanobacteria)细胞，例如集胞蓝菌(Synechocystissp.)PCC6803或细长聚球菌(Synechococcuselongatus)PCC7942细胞。还有一些实施方案中，重组细胞是植物、动物或人细胞。可选地，重组细胞是来自细菌、酵母或丝状真菌的微生物细胞。本专利技术第二方面提供了能产生脂肪酸衍生物的重组细胞，其中所述细胞经修饰从而包括至少一个编码脂肪酸衍生物酶的外源核酸序列。所述外源核酸序列可以编码酰基辅酶A合酶、硫酯酶、酯合酶、醇酰基转移酶、醇脱氢酶、酰基辅酶A还原酶或脂肪醇形成酰基辅酶A还原酶。在某些实施方案中，细胞经修饰从而包括至少两个编码脂肪酸衍生物酶的外源核酸序列，例如第一外源核酸序列编码酰基辅酶A合酶，第二外源核酸序列编码硫酯酶或酯合酶。在其他实施方案中，编码脂肪酸衍生物酶的基因经修饰从而优化用于在重组细胞内表达的密码子。在一个实施方案中，重组细胞包含修饰的编码酰基辅酶A合酶的基因，如fadD、fadK、BH3103、yhfL、Pfl-4354、EAVl5023、fadDl、fadD2、RPCJ074、fadDD35、fadDD22、faa3p，或编码蛋白质ZP_01644857的基因。酰基辅酶A合酶基因的实例有来自结核分枝杆菌(M.tuberculosis)HR7Rv的fadDD35[NP_217021]、来自枯草芽孢杆菌的yhfL[NP_388908]、来自铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)PAO1的fadD1[NP_251989]、来自嗜麦芽窄食单胞菌R551-3的编码蛋白质ZP_01644857的基因或者来自酿酒酵母的faa3p[NP_012257]。在第二个实施方案中，重组细胞包含修饰的编码硫酯酶的基因，如tesA、′tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3、fatB[M141T]、fatA或fatA1。在第三个实施方案中，重组细胞包含修饰的编码酯合酶的基因，如获得自不动杆菌(Acinetobacterspp.)、博克岛食烷菌(Alcanivoraxborkumensis)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、酿酒酵母、智人(Homosapiens)、西蒙得木(Simmondsiachinensis)、高山被孢霉(Mortierellaalpine)、弯曲隐球菌(Cryptococcuscurvatus)、Alcanivoraxjadensis、博克岛食烷菌、不动杆菌(Acinetobactersp.)HO1-N或混浊红球菌(Rhodococcusopacus)的酯合酶基因。酯合酶基因的实例包括wax/dgat，即来自西蒙得木、不动杆菌菌株ADP1、博克岛食烷菌、铜绿假单胞菌、Fundibacterjadensis、拟南芥或真养产碱杆菌(Alkaligeneseutroph本文档来自技高网...

【技术保护点】
重组细胞，其包含下述至少之一：（ａ）至少一个编码脂肪酸衍生物酶的基因，所述基因经修饰从而超表达，和（ｂ）编码酰基辅酶Ａ脱氢酶的基因，所述基因经修饰从而表达弱化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-28 60/908,547;US 2007-5-18 PCT/US07/01191.用于产生脂肪醇的重组微生物细胞，其包含编码酰基辅酶A合酶即fadD的基因、编码酰基辅酶A还原酶的基因和编码硫酯酶的基因，其中所述基因被超表达。2.如权利要求1所述的重组微生物细胞，还包含编码乙酰辅酶A羧化酶的基因。3.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中硫酯酶是tesA、‘tesA、fatB、fatB1、fatB2或fatB3。4.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中酰基辅酶A还原酶是acr1、acrM或BmFAR。5.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述基因是外源的。6.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是酿酒酵母、解脂假丝酵母、大肠杆菌、节杆菌、粘红酵母、不动杆菌、解脂假丝酵母、布朗葡萄藻、弗尼斯氏弧菌、藤黄微球菌、嗜麦芽窄食单胞菌或枯草芽孢杆菌细胞。7.如权利要求6所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是节杆菌AK19细胞、不动杆菌菌株M-1细胞、大肠杆菌B细胞、大肠杆菌C细胞、大肠杆菌K细胞或者大肠杆菌W细胞。8.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是蓝细菌细胞。9.如权利要求8所述的重组微生物细胞，其中所述蓝细菌细胞是集胞蓝菌PCC6803细胞或细长聚球菌PCC7942细胞。10.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是来自细菌、酵母或者丝状真菌的微生物细胞。11.能产生脂肪醇的重组微生物细胞，其中所述细胞经修饰包括一个或多个外源核酸序列，所述外源核酸序列包括酰基辅酶A合酶即fadD基因、酰基辅酶A还原酶基因和硫酯酶基因。12.如权利要求11所述的重组微生物细胞，其中所述外源核酸序列还包括乙酰辅酶A羧化酶基因。13.如权利要求11所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是来自细菌、酵母或者丝状真菌的微生物细胞。14.如权利要求11所述的重组微生物细胞，其中所述外源核酸序列来自节杆菌、粘红酵母、不动杆菌、博克岛食烷菌或者解脂假丝酵母。15.如权利要求11所述的重组微生物细胞，其中所述细胞是节杆菌AK19细胞、不动杆菌菌株M-1细胞、大肠杆菌B细胞、大肠杆菌C细胞、大肠杆菌K或者大肠杆菌W细胞。16.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述基因经修饰从而在所述重组细胞中的表达被优化。17.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述酰基辅酶A合酶基因是fadD、fadD1、fadD2、fadDD35或fadDD22。18.如权利要求17所述的重组微生物细胞，其中所述酰基辅酶A合酶基因是来自结核分枝杆菌HR7Rv的fadDD35登录号NP_217021、或来自铜绿假单胞菌PAO1的fadD1登录号NP_251989。19.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其中所述硫酯酶基因是tesA、‘tesA、tesB、fatB、fatB1、fatB2、fatB3、fatA或fatA1。20.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其还包含pdh、panK、aceEF、fabH、fabD、fabG、acpP和fabF基因中的至少一个，所述基因经修饰表达或超表达。21.如权利要求1所述的重组微生物细胞，其还包含fadE、...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志浩，费尔南多瓦勒，
申请(专利权)人：LS九公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]