[發明專利]對能夠發酵混合底物的生物的選擇

無效

• 申請號: 201410049233.0
• 申請日: 2009-03-10
• 公開（公告）號: CN104099285A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 雅各布斯·托馬斯·普若克;安東尼斯·杰若恩·阿迪瑞安·馬里斯·范;漢迪瑞克·烏特爾·威塞林克
• 申請（專利權）人: 帝斯曼知識產權資產管理有限公司
• 主分類號: C12N1/36
• 分類號: C12N1/36;C12N1/16;C12P7/06;C12R1/865
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

本發明是申請日為2009年3月10日、申請號為200980108725.X、題為“對能夠發酵混合底物的生物的選擇”的申請的分案申請。

發明領域

本發明涉及用于選擇能夠經改進地消耗混合底物的生物菌株的方法。本發明還涉及通過這類方法選擇的生物菌株，以及通過所述選擇方法鑒定的生物菌株在發酵方法中的用途。

發明背景

木質纖維素原料如玉米稈、廢木料、甘蔗渣是巨大但是大多尚未開發的可再生碳源的例子。許多可再生原料中主要的聚合物是纖維素，所述纖維素在水解后產生葡萄糖。然而，取決于討論的原料，當半纖維素和果膠被水解時釋放其它六和五碳源(例如木糖和阿拉伯糖)的大級分。這使得混合底物發酵成為必需。

混合的糖發酵比標準純底物方法更加復雜。調節性事件，例如轉運競爭或抑制、誘導、阻抑和分解代謝物失活，能夠由于兩階段生長和滯后而提高發酵時間，并降低來自第二底物的產物產率。然而并且相反，大部分發酵研究著重于優化來自單一底物的產物形成。

因此需要開發下述方法，所述方法中可以優化來自多種底物的產物形成。加速同時或相繼的混合底物利用并產生高產物產率的可能的發酵方法可包括：環境控制(例如pH、培養基組成、底物比例)；在大規模發酵前預誘導；代謝誘導物的鑒定和進料；新穎的反應器構型，如兩階段進料分批方法(例如在低濃度誘導物上需氧生長并產生高細胞密度，之后是混合糖的受控進料用于產物形成)；和使用特異性適應在混合底物上生長的微生物。

發明內容

本發明基于下述選擇方法的開發，所述選擇方法使得能夠選出下述生物菌株，其能夠在混合底物(即包含兩種或更多種碳源的底物)上高效生長，尤其是與參照菌株相比更高效地生長。所述方法可尤其被用于選擇能夠在這樣的底物上經改進地生長的生物菌株，即顯示經改進的/更快的這類底物消耗的菌株。也就是說，本發明可被用于選出下述經改進的生物菌株，所述菌株已經能夠利用混合底物，但是僅以較低速率利用。

用于進行本發明選擇方法的生物的起始菌株在本文中可以被稱作例如“起始”菌株、“參照”菌株或“初始”菌株等等。

在所述方法中，針對在混合底物上的生長來選擇或構建所述生物的起始(或參照)種群。然后對所述種群進行本發明的選擇方法。進行所述選擇方法，使得所述生物種群在混合底物中各種碳源上的生長世代數至少是所述生物種群在最優選的碳源上生長的世代數的約50％。

本文所述的選擇方法允許鑒定下述酵母菌株，所述酵母菌株在包含葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的混合底物上生長時顯示經改進的消耗。

因此根據本發明提供了用于選擇下述生物菌株的方法，所述菌株能夠在包含兩種或更多種碳源的混合底物上比所述生物的參照菌株進行改進/更快的消耗，所述方法包括：

在存在兩種或更多種碳源時培養所述生物的參照菌株的種群，其中所述種群在各種所述碳源上的生長世代數至少是在所述生物的參照菌株最優選的碳源上生長世代數的約50％；并

選擇得到的所述生物的菌株，

從而選擇與所述生物的參照菌株相比能夠經改進地消耗包含兩種或更多種碳源的混合底物的所述生物的菌株。

本發明還提供了：

-根據前述權利要求中任一項的方法鑒定的生物的菌株；

-能夠有至少約0.4gh^-1(g干重)^-1阿拉伯糖比消耗速率和至少約0.2gh^-1(g干重)^-1木糖比消耗速率的酵母菌株，如Saccharomyces?cerevisiae菌株；

-能夠發酵包含木糖和阿拉伯糖、并任選地包含葡萄糖的底物，得到至少約0.4gg^-1乙醇產率的酵母菌株，如Saccharomyces?cerevisiae菌株；

-以登記號CBS122701保藏于Centraalbureau?voor?Schimmelcultures的Saccharomyces?cerevisiae菌株；

-用于生產發酵產物的方法，所述方法包括用上文所述生物的菌株發酵含有兩種或更多種碳源的底物，從而所述細胞將所述碳源轉化成所述發酵產物；

-用于生產發酵產物的方法，所述方法包括：

使用根據本發明的方法選擇能夠消耗包含兩種或更多種碳源的混合底物的生物菌株；和