[發(fā)明專利]用于封存二氧化碳和發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)化合物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480017866.1
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN105073998A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安吉洛·豐塔納;朱利亞娜·迪波利托;勞拉·迪帕斯奎爾
• 申請（專利權(quán)）人: 意大利國家研究委員會(huì)
• 主分類號: C12P7/56
• 分類號: C12P7/56;C12N9/02
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 王瑋瑋;鄭霞

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用厭氧微生物的生物學(xué)組分，特別是厭氧細(xì)菌的培養(yǎng)物或酶，作為用于通過與合適的有機(jī)底物反應(yīng)來捕獲并封存二氧化碳的劑。從該反應(yīng)得到的產(chǎn)物是可用作產(chǎn)業(yè)例如食品產(chǎn)業(yè)、生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)、化妝品產(chǎn)業(yè)以及畜牧產(chǎn)業(yè)中的原材料的有機(jī)分子。

現(xiàn)有技術(shù)

科學(xué)界當(dāng)前的共識(shí)是CO₂的大氣濃度將以與化石燃料的消耗成正比的方式持續(xù)增加，對全球氣候影響顯著。明顯地，將來最佳的情形需要過渡到可再生能源，但是，可替代地或作為臨時(shí)策略，封存或減少被視為減輕溫室效應(yīng)引起的氣候變化的風(fēng)險(xiǎn)的主要目的。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于減少二氧化碳的方法。

發(fā)明概述

上文所提到的目的已通過能夠捕獲二氧化碳并將其轉(zhuǎn)化為可用作產(chǎn)業(yè)原材料的有機(jī)化合物的方法實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生至少一種式(I)的有機(jī)化合物的方法：

其中

R是H或堿金屬，

R₁是-H、-OH、-O-烷基、-O-CO-烷基、-NH₂、＝O、-NH-CO-烷基、-NH-烷基、-SH、-S-烷基，其中烷基是直鏈或支鏈的C1-C3,

R₂是-H、-OH、-NH₂，直鏈或支鏈的C1-C6烷基，或被至少一個(gè)-OH基團(tuán)或-NH₂基團(tuán)取代的直鏈或支鏈的C1-C6烷基，

條件是R₁和R₂不同時(shí)是-H，并且

如果R₁是＝O，R₂則不存在，

所述方法包括步驟：

i)提供分類學(xué)為棲熱袍菌目(Thermotogales)的至少一種細(xì)菌，所述至少一種細(xì)菌包括丙酮酸:鐵氧還蛋白氧化還原酶(PFOR)、鐵氧還蛋白、乙酰-輔酶A合成酶，以及輔酶A；

ii)添加有機(jī)底物；

iii)添加CO₂；

iv)使所得到的混合物在厭氧條件下反應(yīng)至少6小時(shí)；以及

v)分離如此獲得的至少一種式(I)的有機(jī)化合物。

根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種用于實(shí)施所述方法的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

-至少一個(gè)反應(yīng)器，所述至少一個(gè)反應(yīng)器配備有用于供給CO₂的入口、用于供給有機(jī)底物的入口、用于收集反應(yīng)產(chǎn)物的出口，以及用于收集氣體的出口；

-至少一個(gè)裝置，所述至少一個(gè)裝置用于分離反應(yīng)產(chǎn)物；以及

-至少一個(gè)容器，所述至少一個(gè)容器用于收集所分離的至少一種式(I)的有機(jī)化合物。

在本發(fā)明中，當(dāng)使用下列術(shù)語時(shí)：

-“有機(jī)底物”，意思是一種或更多種化合物，優(yōu)選地甲酸或其鹽、乙酸或其鹽、丙酸及其鹽、丁酸或其鹽，所述一種或更多種化合物以純的形式，或作為簡單的有機(jī)基質(zhì)，例如單糖、二糖、多糖、蛋白質(zhì)的原位代謝產(chǎn)物，或作為復(fù)雜的有機(jī)基質(zhì)例如食品加工產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)的副產(chǎn)物或廢料的原位代謝產(chǎn)物，或藻類生物質(zhì)的原位代謝產(chǎn)物；以及

-“CO₂”或“二氧化碳”，意思是所述組分可以是氣體形式、純的或與其他氣體混合，或是無機(jī)鹽形式、固體形式或在溶液中，或在能夠釋放它的有機(jī)基質(zhì)中。

附圖簡述

從下面的詳細(xì)描述以及為說明性而非限制性目的提供的工作實(shí)施例和所附的附圖中，本發(fā)明的特性和優(yōu)勢將是明顯的，其中：

-圖1示出了四聚體蛋白PFOR的序列表；

-圖2示出了在細(xì)菌那不勒斯棲熱袍菌(T.neapolitana)中葡萄糖在CO₂存在下遵循的代謝途徑；

-圖3示出了(a)在細(xì)菌那不勒斯棲熱袍菌中葡萄糖在CO₂存在下遵循的代謝途徑，以及(b)對應(yīng)的沿著所述途徑發(fā)生的封存[¹³C]-CO₂反應(yīng)；加粗線＝兩個(gè)配對的碳之間的鍵；

-圖4示出了在標(biāo)準(zhǔn)條件下生長并被以有規(guī)律的間隔供給N₂(TnN)或CO₂(TnC)的那不勒斯棲熱袍菌培養(yǎng)物中的PFOR酶的表達(dá)的免疫印跡試驗(yàn)(WesternBlottest)的凝膠SDS-PAGE(10％)；