[發(fā)明專利]一種高酯化活力的脂肪酶突變體

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611225678.5
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN108239626B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宣姚吉;周美鳳;戴小軍;徐正軍;牛其文
• 申請（專利權(quán)）人: 豐益（上海）生物技術(shù)研發(fā)中心有限公司
• 主分類號: C12N9/20
• 分類號: C12N9/20;C12N15/55;C12N15/63;C12P7/649
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 韋東

本發(fā)明提供一種高酯化活力的脂肪酶突變體。具體而言，本發(fā)明提供一種多肽，所述多肽選自：(1)氨基酸序列如SEQ ID NO：7所示的多肽；和(2)由SEQ ID NO：7所示的序列與促進(jìn)SEQ ID NO：7所示的序列表達(dá)與純化的序列組成的多肽。本發(fā)明還提供編碼該多肽的多核苷酸序列，相應(yīng)的核酸構(gòu)建物、宿主細(xì)胞，以及本發(fā)明多肽、多核苷酸序列、核酸構(gòu)建物和宿主細(xì)胞在制備生物柴油中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高酯化活力的脂肪酶突變體。

背景技術(shù)

柴油作為一種重要的石油煉制產(chǎn)品，在各國燃料結(jié)構(gòu)中占有較高的份額，已成為重要的動力燃料。隨著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢的加快，未來柴油的需求量會愈來愈大，而石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識的提高，大大促進(jìn)了世界各國加快柴油替代燃料的開發(fā)步伐，尤其是進(jìn)入了20世紀(jì)90年代，生物柴油以其優(yōu)越的環(huán)保性能受到了各國的重視。目前世界每年新車產(chǎn)量大約5000萬輛，全世界汽車保有量大約7.5億輛(含摩托車)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽油和柴油的用量隨汽車保有量的增加而增加，同時也帶來了汽車尾氣污染等問題。

眾所周知，柴油分子是由15個左右的碳鏈組成的，研究發(fā)現(xiàn)植物油分子則一般由14～18個碳鏈組成，與柴油分子中碳數(shù)相近。因此生物柴油就是一種用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。與常規(guī)柴油相比，生物柴油具有下述無法比擬的性能：

(1)具有優(yōu)良的環(huán)保特性；使用生物柴油可降低90％的空氣毒性，降低94％的患癌率；一氧化碳的排放與柴油相比減少約10％；

(2)具有較好的低溫發(fā)動機啟動性能；

(3)具有較好的潤滑性能；

(4)具有較好的安全性能；

(5)具有良好的燃料性能；

(6)具有可再生性能。

生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于該植物生長過程中所吸收的二氧化碳，從而改善由于二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖這一有害于人類的重大環(huán)境問題。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。

目前在美國、歐洲、亞洲的一些國家和地區(qū)已開始建立商品化生物柴油生產(chǎn)基地，并把生物柴油作為代用燃料廣泛使用。主要因為美國有大豆、歐洲有菜籽、亞洲有棕櫚，這些農(nóng)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要求尋找食用、化工以外的大宗消耗植物油的途徑，以法律形式保證生物柴油的使用，以補貼促進(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

目前生物柴油主要是用化學(xué)法生產(chǎn)，即用動物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸性或者堿性催化劑和高溫(230～250℃)下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用，生產(chǎn)設(shè)備與一般制油設(shè)備相同，生產(chǎn)過程中可產(chǎn)生10％左右的副產(chǎn)品甘油。

目前生物柴油的主要問題是成本高，據(jù)統(tǒng)計，生物柴油制備成本的75％是原料成本。因此采用廉價原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關(guān)鍵。美國已開始通過基因工程方法研究高油含量的植物。日本采用工業(yè)廢油和廢煎炸油。歐洲是在不適合種植糧食的土地上種植富油脂的農(nóng)作物。亞洲采用廢油脂及油脂加工副產(chǎn)物來生產(chǎn)。

但化學(xué)法合成生物柴油有以下缺點：工藝復(fù)雜、醇必須過量，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置，能耗高；色澤深，由于脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下容易變質(zhì)；酯化產(chǎn)物難于回收，成本高；生產(chǎn)過程有廢堿液排放。

為解決上述問題，人們開始研究用生物酶法合成生物柴油，即用動物油脂和低碳醇通過脂肪酶進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，制備相應(yīng)的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和，醇用量小、無污染排放的優(yōu)點。但目前主要問題有：酶的高溫穩(wěn)定性差，短鏈醇對酶有一定毒性，酶的使用壽命短。副產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對產(chǎn)物形成抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命短。