克鲁维酵母属的突变体酵母和使用了该突变体酵母的乙醇的制造方法技术

将属于克鲁维酵母属的酵母进行改变以提高来自木糖的乙醇收率。减弱属于克鲁维酵母属的酵母中的选自来源于马克斯克鲁维酵母的ADH1基因、与该ADH1基因在功能上等价的基因、来源于马克斯克鲁维酵母的ADH4基因、和与该ADH4基因在功能上等价的基因中的至少一种基因。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】将属于克鲁维酵母属的酵母进行改变以提高来自木糖的乙醇收率。减弱属于克鲁维酵母属的酵母中的选自来源于马克斯克鲁维酵母的ADH1基因、与该ADH1基因在功能上等价的基因、来源于马克斯克鲁维酵母的ADH4基因、和与该ADH4基因在功能上等价的基因中的至少一种基因。【专利说明】
本专利技术涉及利用了克鲁维酵母属(Kluyveromyces)酵母的突变体酵母和使用了该突变体酵母的乙醇的制造方法。
技术介绍
包含木素纤维素的生物质可以作为乙醇等有用醇和/或有机酸的原料而被有效地利用。包含木素纤维素的生物质包括木质系生物质和草本系生物质。木质系生物质等包含木素纤维素的生物质主要由纤维素、半纤维素和木质素构成。为了由包含木素纤维素的生物质制造乙醇等液体燃料，将纤维素和/或半纤维素水解(糖化)至构成单糖，通过发酵而将单糖转换为乙醇。纤维素由葡萄糖构成，半纤维素主要由阿拉伯糖和木糖构成。因此，在利用包含木素纤维素的生物质制造乙醇时，期望不仅葡萄糖，连木糖也作为发酵的底物而被有效地利用。另外，在由包含木素纤维素的生物质制造乙醇时，如果能够将上述的糖化反应和发酵反应同时(不区分各反应工序地)进行，则可以实现制造成本的减低。将该方法称为同时糖化发酵方法。同时糖化发酵中，需要具有能够在糖化酶的反应温度区域(约40°C以上)发酵的耐热性、不仅能够利用葡萄糖还能够利用5碳单糖木糖作为底物的微生物。作为具有耐热性的酵母，已知马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)等克鲁维酵母属(Kluyveromyces)酵母。该克鲁维酵母属酵母能够利用木糖进行乙醇发酵，但其收率不充分。例如，非专利文献I和2中关于酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中的醇脱氢酶基因(包含多个异构体)报告了功能分析。另外，专利文献I中公开了被赋予了将木糖异构化为木酮糖的能力的重组酵母，还记载了减少醇脱氢酶活性。但是，由这些知识不能判断通过醇脱氢酶基因的缺失和/或破坏会对乙醇发酵能力有怎样的影响。并且，不能判断作为分类学上不同的种的马克斯克鲁维酵母等克鲁维酵母属酵母中的醇脱氢酶基因的功能。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2005-514951号公报非专利文献非专利文献1:FEMS Yeast Research2, (2002) ρ.481-494非专利文献2:FEMS Yeast Research8, (2008) ρ.967-978
技术实现思路
专利技术要解决的课题如上所述，克鲁维酵母属酵母具有木糖同化性且具有耐热性，因而被较大地期待作为在上述的同时糖化发酵法等中有用的微生物。但是，克鲁维酵母属酵母来自木糖的乙醇收率非常差，另外也不知晓改善该收率的手段。因此，本专利技术鉴于这样的事实，目的在于提供以提高来自木糖的乙醇收率的方式进行了改变而得的属于克鲁维酵母属的突变体酵母、和使用了该突变体酵母的乙醇的制造方法。用于解决课题的方法为了实现上述目的，本【专利技术者】们进行了深入研究，结果发现，通过减弱克鲁维酵母属酵母中的多个醇脱氢酶基因中的特定的基因，从而该酵母中的来自木糖的乙醇收率大幅提高，从而完成了本专利技术。即，本专利技术包含以下(I)-(6)。(I)突变体酵母，减弱了属于克鲁维酵母属的酵母中的选自来源于马克斯克鲁维酵母的ADHl基因、与该ADHl基因在功能上等价的基因、来源于马克斯克鲁维酵母的ADH4基因、和与该ADH4基因在功能上等价的基因中的至少一种基因。(2)根据(I)所述的突变体酵母，其特征在于，所述属于克鲁维酵母属的酵母是马克斯克鲁维酵母。 (3)根据(I)所述的突变体酵母，其特征在于，所述与ADHl基因在功能上等价的基因来源于除了马克斯克鲁维酵母以外的克鲁维酵母属酵母，并编码以下(a)-(C)的任一蛋白质，(a)包含序列号2的氨基酸序列的蛋白质，(b)包含相对于序列号2的氨基酸序列具有90%以上的序列类似性的氨基酸序列，并具有醇脱氢酶活性的蛋白质，(c)包含相对于序列号2的氨基酸序列缺失、替换、添加或插入了 I-多个氨基酸的氨基酸序列，并具有醇脱氢酶活性的蛋白质。(4)根据(I)所述的突变体酵母，其特征在于，所述与ADH4基因在功能上等价的基因来源于除了马克斯克鲁维酵母以外的克鲁维酵母属酵母，并编码以下(a)-(C)的任一蛋白质，(a)包含序列号4的氨基酸序列的蛋白质，(b)包含相对于序列号4的氨基酸序列具有90%以上的序列类似性的氨基酸序列，并具有醇脱氢酶活性的蛋白质，(c)包含相对于序列号4的氨基酸序列缺失、替换、添加或插入了 I-多个氨基酸的氨基酸序列，并具有醇脱氢酶活性的蛋白质。(5)乙醇的制造方法，其包括以下工序:用含木糖的培养基来培养(I)-(4)的任一项所述的突变体酵母的培养工序，和然后，从培养基回收乙醇的回收工序。(6)根据(5)所述的乙醇的制造方法，其特征在于，将所述培养工序在包含所述突变体酵母、含木素纤维素的生物质和糖化酶的反应体系中进行。本说明书包含作为本申请的优先权基础的日本专利申请2011-076715号的说明书和/或附图所记载的内容。专利技术的效果本专利技术的突变体酵母来自葡萄糖的乙醇收率几乎不变，来自木糖的乙醇收率大幅提高。因此，本专利技术的突变体酵母可以在包含例如来源于木质系生物质等包含木素纤维素的生物质的木糖的培养基中高收率地制造乙醇。本专利技术的乙醇的制造方法通过利用来自木糖的乙醇收率大幅提高了的突变体酵母，从而可以大幅提高乙醇制造效率。【专利附图】【附图说明】图1是显示用含木糖的培养基培养4种ADH破坏株时的培养基中的木糖浓度变化的特性图。图2是显示用含木糖的培养基培养4种ADH破坏株时的培养基中的乙醇浓度变化的特性图。图3是显示用含木糖的培养基培养4种ADH破坏株时的菌体浓度变化的特性图。图4是显示用含葡萄糖的培养基培养4种ADH破坏株时的培养基中的木糖醇浓度变化的特性图。图5是显示用含葡萄糖的培养基培养4种ADH破坏株时的培养基中的乙醇浓度变化的特性图。图6是显示用含葡萄糖的培养基培养4种ADH破坏株时的菌体浓度变化的特性图。图7是显示来源于酿酒酵母(S.cerevisiae)的ADHl与来源于马克斯克鲁维酵母(K.marxianus)的 ADHl 之间的比对(alignment)白勺图。图8是显示来源于酿酒酵母的ADHl与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH2之间的比对的图。图9是显示来源于酿酒酵母的ADHl与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH3之间的比对的图。图10是显示来源于酿酒酵母的ADHl与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH4之间的比对的图。图11是显示来源于酿酒酵母的ADH2与来源于马克斯克鲁维酵母的ADHl之间的比对的图。图12是显示来源于酿酒酵母的ADH2与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH2之间的比对的图。图13是显示来源于酿酒酵母的ADH2与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH3之间的比对的图。图14是显示来源于酿酒酵母的ADH2与来源于马克斯克鲁维酵母的ADH4之间的比对的图。图15是显示来源于酿酒酵母的ADHl与来源于酿酒酵母的ADH2之间的比对的图。【具体实施方式】本专利技术的突变体酵母具有以下特征:减弱了克鲁维酵母属酵母中的特定醇脱氢酶基因，来自木糖的乙醇收率本文档来自技高网...

【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：志佐伦子，赤田伦治，星田尚司，上村毅，牟田口梢荣，德弘健郎，片平悟史，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：