[發(fā)明專利]使用甲羥戊酸作為底物的3-甲基丁-3-烯-1-醇的酶促生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380018861.6
• 申請日: 2013-04-04
• 公開（公告）號: CN104245945B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·德勒庫特;M·阿尼斯莫瓦;P·馬利埃
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)球生物能源;財富科學(xué)家股份有限公司
• 主分類號: C12P7/04
• 分類號: C12P7/04;C12P5/00;C12N1/00;C12N9/88
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 黃革生;林柏楠

描述了通過生物方法生成3?甲基丁?3?烯?1?醇的方法。更具體而言，描述了用于從甲羥戊酸生產(chǎn)3?甲基丁?3?烯?1?醇的方法。

本發(fā)明涉及使用甲羥戊酸作為底物并將其酶促轉(zhuǎn)化為3-甲基丁-3-烯-1-醇的生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法。此外，本發(fā)明涉及生產(chǎn)異戊二烯的方法，所述方法包括使用甲羥戊酸作為底物并通過脫羧作用步驟將其酶促轉(zhuǎn)化為3-甲基丁-3-烯-1-醇的生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法，并且還包括將生產(chǎn)的3-甲基丁-3-烯-1-醇轉(zhuǎn)化為異戊二烯的步驟。

本發(fā)明也涉及生產(chǎn)異戊醇的方法，所述方法包括使用甲羥戊酸作為底物并通過脫羧作用步驟將其酶促轉(zhuǎn)化為3-甲基丁-3-烯-1-醇的生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法，并且還包括將生產(chǎn)的3-甲基丁-3-烯-1-醇轉(zhuǎn)化為異戊醇的步驟。

3-甲基丁-3-烯-1-醇對應(yīng)式C₅H₁₀O。它能夠用于生產(chǎn)異戊烯醇，異戊烯醇用于香料或在制藥工業(yè)中作為構(gòu)件使用，例如在檸檬醛、維生素A和維生素E的生產(chǎn)中。它是通過異丁烯和甲醛的縮合，生成3-甲基丁-3-烯-1-醇進(jìn)一步被異構(gòu)化為異戊烯醇化學(xué)生產(chǎn)的。

目前用于生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的生物學(xué)路線涉及甲羥戊酸途徑：生產(chǎn)甲羥戊酸，然后二磷酸化，然后脫羧-脫水至焦磷酸3-甲基丁-3-烯-1-醇酯，并最后兩次脫磷酸至3-甲基丁-3-烯-1-醇(美國專利申請20080092829)。

3-甲基丁-3-烯-1-醇能夠被轉(zhuǎn)化為異戊二烯，異戊二烯是輪胎工業(yè)的關(guān)鍵化合物，并且也在粘合劑中有許多應(yīng)用。它是使用若干種路線化學(xué)地生產(chǎn)的：

-從油中萃取蒸餾(C5餾分)

-異戊烯脫氫

-異戊烷的雙脫氫

-異丁烯和甲醛反應(yīng)

-丙酮和乙炔的反應(yīng)

-丙烯二聚化

WO 2009/076676報道了至異戊二烯的代謝途徑。途徑基于甲羥戊酸途徑的下游中間體，即焦磷酸3-甲基丁-3-烯-1-醇酯或焦磷酸異戊烯醇酯的脫磷酸-脫水。此方法的缺點(diǎn)是要求經(jīng)歷整個甲羥戊酸途徑：甲羥戊酸雙磷酸化，然后脫羧-脫水至焦磷酸3-甲基丁-3-烯-1-醇酯，再異構(gòu)化為焦磷酸異戊烯醇酯，并最后雙脫磷酸/脫水至異戊二烯。

異戊醇是非常重要的化學(xué)制品，通常用作脂肪、油、樹脂和生物堿的溶劑。在香料工業(yè)中，例如在用于香皂和化妝品香料的水楊酸異戊醇酯的制造中存在對異戊醇的需求。它也用于磷酸的制造。此外，它用于擬除蟲菊酯的合成。生產(chǎn)異戊醇的商業(yè)方法包括雜醇油的分餾、烷烴的氯化和隨后的水解以生產(chǎn)異構(gòu)體的混合物以及正丁烯的低壓羰基合成或加氫甲酰基化，然后氫化獲得的異戊醛。

WO 2011/076261描述了使用具有脫羧酶活性的酶通過甲羥戊酸的酶促轉(zhuǎn)化生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法。盡管在WO 2011/076261中描述的方法允許通過酶促轉(zhuǎn)化甲羥戊酸生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇，對于改善，特別是關(guān)于方法的效率方面從而使得其適于工業(yè)目的仍然有需求。本發(fā)明解決了這方面的需求。

因此，在第一個方面，本發(fā)明涉及從甲羥戊酸生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法。特別地，本發(fā)明涉及從甲羥戊酸經(jīng)過生物過程，特別是酶促過程生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法，在所述酶促過程中組合兩種類型的酶以增加生產(chǎn)速率的效率。更具體而言，本發(fā)明涉及生產(chǎn)3-甲基丁-3-烯-1-醇的方法，其特征在于其包括通過

(i)具有將甲羥戊酸轉(zhuǎn)化為甲羥戊酸3-磷酸的活性的第一種酶；和

(ii)與第一種酶不同并且具有將所述甲羥戊酸3-磷酸轉(zhuǎn)化為3-甲基丁-3-烯-1-醇的活性的第二種酶

將甲羥戊酸轉(zhuǎn)化為3-甲基丁-3-烯-1-醇。