[發(fā)明專(zhuān)利]人工纖維小體、利用其分解纖維素及生產(chǎn)酒精的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710998031.4
• 申請(qǐng)日: 2017-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109694861B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱一民;魏毓宏;蔡伸隆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 朱一民;長(zhǎng)春人造樹(shù)脂廠(chǎng)股份有限公司;長(zhǎng)春石油化學(xué)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C12N11/16
• 分類(lèi)號(hào): C12N11/16;C12P19/14;C12P19/02;C12P7/10
• 代理公司: 深圳中一專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 官建紅

本發(fā)明提供一種纖維素的分解方法，包含：建立重組噬菌體，其是通過(guò)修改噬菌體的基因組，使該噬菌體的表面表達(dá)：與分解酶具有親和性的接合肽，及與細(xì)胞的表面的錨定位具有親和性的錨定肽；使分解酶接觸重組噬菌體；以及使纖維素接觸該分解酶。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是涉及纖維素的分解方法，特別是關(guān)于利用具有噬菌體支架的纖維小體分解纖維素的方法及利用其生產(chǎn)酒精的方法。

背景技術(shù)

已知的生物質(zhì)酒精制程中，聯(lián)合生物轉(zhuǎn)化制程(consolidated bioprocessing,CBP)是為目前最優(yōu)秀的制程，通過(guò)整合生產(chǎn)過(guò)程中的所有反應(yīng)于同一菌株(例：釀酒酵母)中，可大幅降低生產(chǎn)成本及需求。其中，在厭氧熱纖梭菌(C.thermocellum)中發(fā)現(xiàn)的纖維小體被視為CBP程序發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

纖維小體(cellulosome)主要以蛋白支架結(jié)構(gòu)為主體，并于支架結(jié)構(gòu)結(jié)合多種纖維素分解酶，以使整體形成具有多種分解功能的復(fù)合體，不僅克服了以往透過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)將分解酶表達(dá)于細(xì)胞表面卻受限制的困境，更被證實(shí)復(fù)合體相較于同樣數(shù)量的分解酶具有更高的酶活性。然而，纖維小體的構(gòu)造十分復(fù)雜，自然界中又僅于發(fā)酵產(chǎn)能不足的厭氧菌中發(fā)現(xiàn)其存在，故人工合成纖維小體并通過(guò)細(xì)胞表面表達(dá)技術(shù)使其表達(dá)于具有高發(fā)酵產(chǎn)能的釀酒酵母表面是目前最重要的發(fā)展趨勢(shì)。

自然界中所發(fā)現(xiàn)的纖維小體，單一小體可連結(jié)約96個(gè)纖維素分解酶，而現(xiàn)有文獻(xiàn)所記載的人工合成纖維小體可連結(jié)約達(dá)63個(gè)纖維素分解酶，相比天然的纖維小體仍有產(chǎn)能上的差距。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上不足，本發(fā)明提供一種以重組噬菌體作為蛋白支架的纖維小體，通過(guò)自組裝方式可于單一噬菌體表面連結(jié)上百至上千個(gè)纖維素分解酶，并錨定于釀酒酵母表面，不僅克服目前分解產(chǎn)能的問(wèn)題，更可通過(guò)噬菌體本身極短的復(fù)制周期，得到可高速生產(chǎn)的人工纖維小體，提供高效率的纖維素分解平臺(tái)。

根據(jù)上述理由，本發(fā)明提供一種纖維素的分解方法，包含：建立重組噬菌體，其中重組噬菌體是通過(guò)修改噬菌體的基因組，使該噬菌體的表面表達(dá)：與分解酶具有親和性的接合肽，及與細(xì)胞表面的錨定位具有親和性的錨定肽；使分解酶接觸重組噬菌體；以及使纖維素接觸該分解酶。

優(yōu)選地，接合肽與1至3000個(gè)酶連接。

優(yōu)選地，分解酶是內(nèi)切型纖維素分解酶、外切型纖維素分解酶、纖維雙糖分解酶或其組合。

優(yōu)選地，分解酶表達(dá)SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8或其組合。

優(yōu)選地，錨定位是表達(dá)SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8或其組合，且與前述分解酶表達(dá)的序列不重復(fù)。

優(yōu)選地，噬菌體是選自λ噬菌體及絲狀噬菌體。

優(yōu)選地，細(xì)胞是選自酵母菌。

通過(guò)上述提供的纖維素分解方法，本發(fā)明還提供將其用于生產(chǎn)生物質(zhì)酒精的方法，用以包含：建立重組噬菌體，其中該噬菌體包含接合肽及錨定肽；將分解酶接合至接合肽；將錨定肽錨定于酵母菌的表面的錨定位；使分解酶分解纖維素以得到糖類(lèi)；以及使酵母菌發(fā)酵糖類(lèi)以得到生物質(zhì)酒精。

此外，本發(fā)明更提供一種用于上述纖維素分解方法及生物質(zhì)酒精的生產(chǎn)方法的人工纖維小體，包含：重組噬菌體，其表面表達(dá)與分解酶具有親和性的接合肽；以及與酵母菌的表面的錨定位具有親和性的錨定肽；以及接合于重組噬菌體表面的接合肽的纖維素分解酶。

綜上所述，本發(fā)明提供具有噬菌體支架并接合酶的人工纖維小體，其相較于未接合的酶，具有更高的纖維素分解活性。因此，本發(fā)明還提供利用該人工纖維小體有效率地分解纖維素的方法，以及利用該方法有效率地生產(chǎn)生物質(zhì)酒精的用途。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中一實(shí)施例的流程圖。