[發明專利]用微生物聚合羥基乙酸的方法

無效

• 申請號: 200980135448.1
• 申請日: 2009-07-10
• 公開（公告）號: CN102171356A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 菲利普·索凱爾;萬達·迪斯徹特
• 申請（專利權）人: 代謝探索者公司
• 主分類號: C12P7/62
• 分類號: C12P7/62
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 史悅

發明領域

本發明涉及用于制備稱為PGA的聚羥基乙酸聚合物的方法。更具體地，本發明涉及包含下述步驟的方法：

-用包括或不包括羥基乙酸的合適的碳源培養基因工程改造的微生物，所述微生物表達編碼可將羥基乙酸轉化成羥乙酰-CoA的酶的基因和至少一個編碼參與PHA合成的酶的基因和

-回收聚羥基乙酸聚合物。

發明背景

PLA和PGA聚合物是生物可降解的熱塑材料，具有廣泛的工業和生物醫藥應用(Williams和Peoples，1996，CHEMTECH?26，38-44)。

這些聚酯在應用中具有重要的作用，不僅作為工業塑料，還作為醫藥生物聚合物，如藥物遞送載體(Drug?delivery?and?targeting.Nature?392，5-10(1998)，Langer，R.)，生物材料支架和醫療設備(Biodegradable?polyesters?for?medical?andecological?applications.Macromol.Rapid?Commum.21，117-132(2000)，Ikada，Y.和Tsuji，H.；Sterilization，toxicity，biocompatibility?and?clinical?applications?ofpolylactic?acid/polyglycolic?acid?copolymers.Biomaterials?17，93-102(1996)，Athanasiou，K.A.等)。PGA是聚酯樹脂，具有如下良好的性質：即使在80％濕度下仍然有非常高的氣體不滲透性，可生物降解性，高機械強度，和好的成型性能(Poly(glycolic?acid)In?polymer?data?handbook(Mark，J.E.編)566-569(Oxford?University?Press，New?York，1999)Lu，L和Mikos，A.G)。這種獨特的性質組合使PGA理想地適合于高性能包裝和工業應用。今天，PGA的定向應用是用于碳酸軟飲料和啤酒的多層聚對苯二酸乙二醇酯(PET)瓶。因為PGA提供的阻氣性(gas?barrier)是PET的100倍高，所以可以將這些瓶中使用的PET的量降低超過20％，同時保持相當的阻隔性，防止CO2損失。這種瓶的再設計具有降低成本的潛力。可能最重要的是，PGA獨特的水解性質使其與廣泛實施的工業PET循環過程高度相容，確保材料不干擾循環PET的純度和質量。在另一種包裝應用中，已顯示PGA多層設計可增強生物基聚合物如聚乳酸(PLA)的阻氣性和阻濕性。通過在生物可降解應用中擴展的使用，PGA將進一步為環境保護作出貢獻。

目前，通過兩種不同的化學途徑制備PGA，環二酯的開環聚合或2-羥基羧酸的縮聚。環二酯的開環聚合為三個步驟：(i)α-羥基羧酸的縮聚，(ii)通過熱解聚(thermal?unzipping)反應合成環二酯和(iii)環二酯的開環聚合(Preparative?Methods?of?Polymer?Chemistry，第2版，Interscience?Publishers?Inc，New?York?1963，Sorensen，W.R.和Campbell，T.W.；Controlled?Ring-openingPolymerization?of?Lactide?and?Glycolide.Chem.Rev.104，6147-6176(2004)，Dechy-Cabaret，O.等)。可替換地，公知的是低分子量PGA可以通過羥基乙酸的直接縮聚而產生。只獲得低分子量聚合物主要是由于去除聚合過程中的副產物水的困難，其易于解聚(Synthesis?of?polylactides?with?different?molecularweights.Biomaterials?18，1503-1508(1997)，Hyon，S.-H.等)。因此，使用配位引發劑進行的環二酯開環聚合優選用于高分子量聚合物的合成。但是這個過程由于加入不易去除的溶劑或鏈偶聯劑(引發劑)而具有不足。