[發明專利]用于由微生物連續生產產物的方法

在審

• 申請號: 201680030277.6
• 申請日: 2016-05-25
• 公開（公告）號: CN107810263A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 佩爾圖·科斯基寧;海迪·瓦伊尼奧;米亞·拉馬寧;賴莎·韋爾馬斯沃里;雷約·坦納
• 申請（專利權）人: 耐思特公司
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12P7/64
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 鄭斌,尹玉峰

技術領域

本發明涉及培養微生物用于生產生物合成產物。特別地，本發明涉及用于在生物反應器級聯中生產細胞內微生物產物的方法。特別地，本發明涉及包含至少兩個生物反應器和至少一個濃縮單元的方法和生物反應器系統級聯。

背景技術

不同種類的微生物可用于生產多種不同種類的產物，從微生物自然生產的產物至可通過基因工程或通過選擇性進料供應操作微生物而生產的產物。有利的是，某些微生物可在便宜的廢棄產物上生長以生產重要的有價值產物。

US 2012/0219993(Chang等)涉及用于在多級生物反應器系統中由揮發性脂肪酸生產細胞內產物的微生物，其中微生物在生長反應器中生長，并隨后在生物合成細胞內產物的生產反應器中培養生長的微生物。微生物在生長培養基中生長，并隨后在包含生長抑制性揮發性脂肪酸作為碳源的培養基中培養以生產細胞內產物。

由于細胞濃度低，分批型反應器中的發酵或產物形成通常具有生產率低的缺點。為了克服該問題以及在通過微生物發酵或產物形成生產有機酸時的終產物抑制問題，已進行了多種嘗試。

US 6,596,521(Chang等)描述了具有串聯連接的發酵罐的細胞再循環多級連續發酵罐，其中通過濾掉部分發酵培養基來提高發酵反應器中微生物的濃度。

需要用于生產生物合成產物(不管是細胞內的還是細胞外的)以及提高生物合成產物的大規模微生物生產的成本效益的另外方法。

發明概述

本發明鑒于上述現有技術而產生，并且本發明的一個目的是提供用于在生物反應器系統中生產生物合成產物的經改進方法。本發明的另一個目的是提供能夠以高生產率生產生物合成產物的方法。

本發明的目的通過以獨立權利要求所述內容為特征的方法實現。本發明的一些優選實施方案在從屬權利要求中公開。

本發明提供了通過利用至少一個生物質生產反應器和至少一個產物形成反應器在生物反應器級聯(例如串聯連接的生物反應器)中生產生物合成產物(尤其是細胞內產物)的方法，所述產物形成反應器與濃縮裝置流連接(flow connection)。該方法包括在最佳生長條件下培養微生物細胞(即，來自一種或數種微生物的細胞)，然后改變條件以使細胞進入有效產物形成期。根據本發明，該培養微生物的過程可在包含(例如串聯連接的)至少兩個生物反應器的陣列的生物反應器系統中進行，以使得從在一個所述生物反應器中培養所述微生物獲得的細胞是濃縮的，并且被部分地進料到同一生物反應器中或生物反應器陣列中的后續生物反應器中。

更特別地，本發明涉及用于在生物反應器級聯(例如串聯連接的生物反應器)中生產生物合成產物的方法，所述級聯包含含有至少一個生物質生產反應器的用于生物質生產的生物反應器系統和含有至少一個產物形成反應器的用于產物形成的生物反應器系統，所述產物形成反應器與濃縮裝置流連接，所述方法包括：

a)在生物質生產生物反應器中通過向所述生物反應器進料允許生物質有效生長的富營養物培養基來培養微生物；

b)從步驟a)的生物質生產反應器中獲取至少部分微生物培養物，并將其進料到產物形成反應器中，所述產物形成反應器包含被優化成用于形成生物合成產物的營養物耗盡培養基；

c)在產物形成反應器中，在營養物耗盡產物形成培養基存在下生產生物合成產物；

其中通過使用與產物形成反應器流連接的濃縮裝置來提高產物形成反應器中微生物培養物細胞團濃度。

本發明還涉及生物反應器級聯(例如串聯連接的生物反應器)用于生產生物合成產物的用途，所述級聯包含至少兩個或三個生物反應器(例如串聯連接的生物反應器)和一個或更多個濃縮裝置，其中一個或更多個濃縮裝置與產物形成反應器流連接并且布置在兩個生物反應器之間且與之共線(in line)。

本發明的發明人已發現，通過在濃縮裝置中濃縮從生物質生產反應器或產物形成反應器獲得的至少部分細胞，并通過將所獲得的富微生物級分至少部分地進料到同一產物形成生物反應器中或生物反應器級聯(例如串聯連接的生物反應器)中的后續產物形成生物反應器中，可顯著提高生物合成生產過程的生產率。

附圖簡述