[發明專利]用于異戊二烯生產的組合物和方法

無效

• 申請號: 201280044508.0
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN103797112A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張海濤;M·蘇沃羅夫;S·W·赫特切桑
• 申請（專利權）人: 阿梅蒂斯公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N15/52;C12P5/02;C07C11/18;C12R1/01
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 過曉東

相關申請

本申請要求享有2011年7月13日提交的美國臨時申請第61/507,532號的優先權，該申請的全部內容通過引證在此全部并入本文。

提交的申請

本發明內容涉及由使用腐生菌的基因工程菌株的木質纖維素植物生物量來生產異戊二烯的組合物和方法。

背景技術

在橡膠和某些塑料的生產中，異戊二烯是一種重要的化學前體。根據一些估計，在2008年，生產了大約800,000噸的異戊二烯。在化學工業中所使用的幾乎所有的異戊二烯都是由石油衍生得到的，但是，在自然界中，這些異戊二烯是由許多植物產生的。據估計，植物每年向大氣層中散發大約1000億千克的異戊二烯。盡管這樣，很少有“綠色”來替代石油化工生產的異戊二烯。最有前景的替代技術，使用許多基因修飾的微生物來將有機物轉化為異戊二烯。目前，這些生物體的大多數可以使用單糖作為底物用于異戊二烯的生物合成。這樣的糖在自然界的數量是非常有限的。另外，同樣的單糖還可用來作為動物飼料或者人類食品。與此同時，根據能源部門(DOE)了解到，木質纖維素生物量是地球上最大的可持續碳資源。每年，美國可將相同來源的十億噸纖維素生物量轉換為生物燃料。現在，需要一種通過木質纖維素生物量來生產異戊二烯的方法。

發明概述

在一些實施方案中，本申請提供了培養的細胞，所述細胞通過使用單糖和二糖或者復雜的碳水化合物，產生了異戊二烯，其中復雜的碳水化合物包括，但不限于，纖維素、淀粉、半纖維素和甲殼素。在一些實施方案中，所述細胞具有編碼連接到一種啟動子上的異戊二烯合成酶的異源核酸。

在一些實施方案中，上述細胞在一種生長培養基中進行培養，所述生長培養基包括來自海水的礦物鹽、類似氯化銨的無機氮源、肽、蛋白質、來自酵母提取物和蛋白胨的維生素和氨基酸、碳源(如葡萄糖、蔗糖、乳糖、淀粉或者纖維素)、以及來自玉米芯的半纖維素。

在一些實施方案中，所述細胞包含一種編碼異戊二烯合成酶的異源核酸，并且所述異戊二烯合成酶可操作的連接到tac啟動子上。在生長培養基上，在異丙基β-D-1-硫代半乳糖苷(縮寫為IPTG)存在下，這些細胞開始產生異戊二烯。

在一些實施方案中，所述細胞包含一種編碼異戊二烯合成酶的異源核酸，所述異戊二烯合成酶可操作的連接到ce19A啟動子上。在生長培養基上，在僅有纖維素、半纖維素或者果膠存在下，這些細胞產生異戊二烯。

在一些實施方案中，編碼異戊二烯合成酶的異源核酸設計為與S.degradans的密碼子使用相匹配，并且合成性地構建。

附圖說明