[發(fā)明專利]通過生物轉(zhuǎn)化從長鏈脂肪酸產(chǎn)生中鏈ω?羥基脂肪酸、α，ω?二羧酸和ω?氨基脂肪酸的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380029844.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN104364377B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樸震昞;宋知愛;全恩瑛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梨花女子大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號(hào): C12N15/53
• 分類號(hào): C12N15/53;C12N15/63;C12N1/21;C12P7/06
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民,張全信

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及通過生物轉(zhuǎn)化從長鏈脂肪酸產(chǎn)生中鏈ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸和ω-氨基脂肪酸的方法。更具體而言，本發(fā)明涉及被轉(zhuǎn)化以表達(dá)Baeyer-Villiger單加氧酶(BVMO)的轉(zhuǎn)化體，使用該轉(zhuǎn)化體通過生物轉(zhuǎn)化從C16-C20長鏈脂肪酸產(chǎn)生C5-C14中鏈ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇的方法，使用BVMO從脂肪酮酸產(chǎn)生具有酯基引入其鏈中的脂肪酸衍生物的方法，和通過該方法制備的新型ω-羥基脂肪酸。

【背景技術(shù)】

ω-羥基脂肪酸是在脂肪酸末端具有羥基的脂肪酸(HOCH₂(CH₂)_nCOOH)。其作為單體用于聚乙烯基塑料的生產(chǎn)，并廣泛用于乳化劑、粘合劑或涂料的生產(chǎn)和化妝品或藥品的制備。ω-羥基脂肪酸也可作為前體用于長鏈二羧酸的合成，所述長鏈二羧酸廣泛用于聚酰胺、聚酯基塑料、化妝品和家居用品的生產(chǎn)。

中鏈α,ω-二羧酸(HOOC(CH₂)_nCOOH)和ω-氨基脂肪酸(H₂NCH₂(CH₂)_nCOOH)作為單體用于聚酰胺、聚酯塑料等的生產(chǎn)，并且也用于乳化劑、防凍劑、油漆和涂料的生產(chǎn)。進(jìn)一步地，其具有多種的生理活性，例如抗菌活性等，并且因此廣泛用于化妝品、食品和家居用品的生產(chǎn)。例如，C10中鏈二羧酸——癸二酸((HOOC)(CH₂)₈(COOH))的年產(chǎn)量超過50,000MT，并且其用于塑料、蠟燭、化妝品、乳化劑、防凍劑和腐蝕抑制劑的生產(chǎn)。進(jìn)一步地，由于其抗菌活性，癸二酸用于痤瘡治療藥物或化妝品和家居用品的生產(chǎn)。

這類的中鏈ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸和ω-氨基脂肪酸在自然界中稀有發(fā)現(xiàn)，并且因此是通過化學(xué)合成工業(yè)生產(chǎn)的。化學(xué)合成存在需要高溫和高壓、強(qiáng)酸和/或引起嚴(yán)重環(huán)境問題的有毒氧化物的問題(美國專利號(hào)5,952,517、6,392,074、5,420,316和20110105774)。例如，通過化學(xué)裂解，從蓖麻油酸產(chǎn)生癸二酸(美國專利號(hào)5,952,517和6,392,074)。然而，蓖麻油酸的化學(xué)裂解需要處于200-300℃或更高溫度下的高溫過程，和使用例如硫酸的強(qiáng)酸，以及使用例如重金屬離子催化劑、有機(jī)溶劑等的有毒物質(zhì)。問題在于，該過程是危險(xiǎn)的，且在生產(chǎn)后產(chǎn)生大量的環(huán)境污染物。

壬二酸——C9中鏈二羧酸，通過油酸的臭氧分解產(chǎn)生(美國專利號(hào)5,420,316)。然而，通過上述技術(shù)產(chǎn)生壬二酸需要使用強(qiáng)氧化劑臭氧，其產(chǎn)生多種副產(chǎn)物。因此，使用重金屬催化劑的分離/純化過程對(duì)除去其產(chǎn)生的副產(chǎn)物是必不可少的。由于包括復(fù)雜的分離/純化過程、環(huán)境污染和過度能量使用在內(nèi)的許多其它問題，研究這些問題的解決方案具有增長的需求。因此，活躍的研究集中在簡單和環(huán)境友好的生產(chǎn)方法，和在該方法中使用生物催化過程上。例如，使用酶從長鏈脂肪酸產(chǎn)生長鏈ω-羥基脂肪酸的方法和從石油復(fù)合烴產(chǎn)生中鏈二羧酸的生產(chǎn)方法已經(jīng)被開發(fā)。然而，使用酶從可再生的長鏈脂肪酸產(chǎn)生中鏈ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇的方法還沒有被開發(fā)。

本發(fā)明人近來證明BVMO能夠轉(zhuǎn)化源自C16-C20長鏈脂肪酸的脂肪酮酸為具有酯基引入其鏈的脂肪酸衍生物，其可被酯水解酶裂解，并且他們發(fā)現(xiàn)利用引入BVMO基因的轉(zhuǎn)化微生物，可從長鏈脂肪酸產(chǎn)生中鏈ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸、醇等，從而完成本發(fā)明。

【技術(shù)方案】

本發(fā)明的目的是提供一種能夠表達(dá)BVMO的轉(zhuǎn)化體。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供使用轉(zhuǎn)化體通過生物轉(zhuǎn)化，從長鏈脂肪酸產(chǎn)生多種降解產(chǎn)物的方法。

本發(fā)明的仍另一個(gè)目的是提供化學(xué)式1表示的ω-羥基脂肪酸，其通過上述方法制備。

【有益效果】

使用本發(fā)明能夠表達(dá)BVMO的轉(zhuǎn)化體，通過生物轉(zhuǎn)化，從包含在培養(yǎng)基中的C16-C20長鏈脂肪酸可大量產(chǎn)生例如C5-C14ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸、醇的降解產(chǎn)物。因此，其可以以更安全和經(jīng)濟(jì)的方式廣泛用于產(chǎn)生ω-羥基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇。

【附圖描述】

圖1a是顯示使用水合酶、醇脫氫酶、BVMO和酯水解酶，從長鏈脂肪酸(C18油酸)產(chǎn)生中鏈ω-羥基脂肪酸(C9ω-羥基壬酸)的連續(xù)反應(yīng)步驟的示意圖；