在木糖上生長的重組破囊壺菌和其組合物、制備方法及用途技術

本發明專利技術涉及在木糖上生長的重組破囊壺菌和包含所述重組破囊壺菌的細胞培養物，以及使用所述重組破囊壺菌生產細胞培養物、生物質、微生物油、組合物和生物燃料的方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本申請涉及在木糖上生長的重組破囊壺菌和包含所述重組破囊壺菌的細胞培養物，以及使用所述重組破囊壺菌生產細胞培養物、生物質、微生物油、組合物和生物燃料的方法。
技術介紹
脂肪酸基于碳鏈長度和飽和特性分類。根據存在于鏈中的碳的數目將脂肪酸稱為短鏈、中鏈或長鏈脂肪酸，當碳原子間不存在雙鍵時稱為飽和脂肪酸，而當存在雙鍵時稱為不飽和脂肪酸。當僅存在一個雙鍵時不飽和長鏈脂肪酸是單不飽和的，而當存在多于一個雙鍵時是多不飽和的。多不飽和脂肪酸(PUFA)基于所述脂肪酸甲基末端的第一個雙鍵的位置分類Ω-3(η-3)脂肪酸在第三個碳處包含第一個雙鍵，而Ω-6(η-6)脂肪酸在第六個碳處包含第一個雙鍵。例如，二十二碳六烯酸(“DHA”)是Ω-3長鏈多不飽和脂肪酸(LC-PUFA)，具有22個碳的鏈長和6個雙鍵，通常標為“22: 6η-3”。其他Ω -3LC-PUFA包括標為“20: 5η_3”的二十碳五烯酸(“ΕΡΑ”)和標為“22:5η-3”的Ω-3 二十二碳五烯酸(“DPA η_3”)。DHA和EPA已被稱為“必需”脂肪酸。Q-6LC-PUFA包括標為“20: 4n_6”的花生四烯酸(“ARA”)和標為“22:5n-6”的Ω-6 二十二碳五烯酸(“DPA n_6，，)。Ω-3脂肪酸是生物學上重要的分子，由于其存在于細胞膜而影響細胞生理學，調節生物活性化合物的生成和基因表達，且充當生物合成底物。Roche，H. Μ.，Proc. Nutr.Soc. 58 :397-401(1999)。例如，DHA占人大腦皮層中脂質的約15%_20%、并占視網膜中月旨質的約30%-60%，其集中于睪丸和精子中，且是乳汁中的重要成分。Jean-Pascal Berge和Gilles Barnathan，“來自海洋生物脂質的脂肪酸分子生物多樣性，作為生物標記的作用，生物活性化合物和經濟方面”(Fatty Acids from Lipids of Marine Organisms Molecular Biodiversity, Roles as Biomarkers, Biologically Active Compounds， andEconomical Aspects)，《海洋生物技術》(Marine Biotechnology) I 49 (Τ· Scheper 編，2005) o DHA占大腦中Ω-3脂肪酸的多達97%和視網膜中Ω-3脂肪酸的多達93%。此外，DHA對胎兒和嬰兒發育以及維持成人中的認知功能是必需的。同上。包括DHA和EPA在內的Ω -3脂肪酸還具有抗炎特性。參見例如同上以及Simopoulos, Α. P.，J. Am. Coll. Nutr. 21 495-595(2002)。特別的是，EPA與花生四烯酸競爭通過環氧合酶和脂氧合酶進行的二十烷類如前列腺素和白三烯的合成。同上。由于Ω-3脂肪酸不在人體內從頭合成，這些脂肪酸必須獲得自營養源。破囊壺菌(thraustochytrids)是破囊壺菌目(Thraustochytriales)微生物，其被認為是脂質生產的替代來源。例如，已經報道了破囊壺菌菌種的菌株以占該生物體所產生總脂肪酸的高百分比生成Ω-3脂肪酸。參見例如美國專利第5，130，242號；Huang, J.等，J. Am. Oil. Chem. Soc. 78 :605-610 (2001) ；Huang, J.等，Mar. Biotechnol. 5 450-457(2003)，以整體引用的方式并入本文。破囊壺菌還被認為是生產生物燃料的脂質來源。參見例如美國公開第2009/0064567號和WO 2008/067605，以整體引用的方式并入本文。植物生物質由三種主要組分構成；纖維素、半纖維素、和木質素。纖維素主要是由葡萄糖聚合物構成，半纖維素富含木糖聚合物，而木質素主要 是由復雜的多酚類化合物構成。來自這些生物質級分的碳水化合物被統稱為木素纖維素糖，并已被作為乙醇發酵的低成本可再生原料的來源進行了研究。來自例如甘蔗渣、玉米秸桿、柳枝稷、麥秸桿、硬木和軟木等來源的植物半纖維素可以是富含木糖的糖的來源。可以通過酸水解和/或酶消化從半纖維素釋放這些糖類。雖然破囊壺菌代謝葡萄糖和/或果糖，但是其似乎無法天然代謝木糖。參見，例如，Honda 等，Mycol. Res. 4:439-448(1998) ；Goldstein, American J. of Botany 50:271-279 (1963) ；Damare, Indian Journal of Marine Sciences 35:326-340 (2006)。由此，破囊壺菌培養，包括商業和工業培養，目前需要葡萄糖漿作為碳源和能源。對于產生能夠在替代碳源如木糖上生長的破囊壺菌以在商業和工業應用中使用的需求一直存在。專利技術概述本專利技術涉及一種生產破囊壺菌細胞培養物的方法，包括(a)用包含編碼與木糖輸入、木糖向木酮糖轉換、木酮糖磷酸化、或其組合相關的多肽的多核苷酸序列的核酸分子轉化破囊壺菌細胞，并(b)在包含木糖作為碳源的培養基中培養轉化的破囊壺菌細胞。在一些實施方案中，與木糖輸入、木糖向木酮糖的轉換、或木酮糖磷酸化相關的多肽選自下組異源木糖轉運蛋白、異源木糖異構酶、異源木酮糖激酶、異源木糖還原酶、異源木糖醇脫氫酶及其組合。在一些實施方案中，破囊壺菌細胞表達異源木糖轉運蛋白、異源木糖異構酶、和異源木酮糖激酶。在一些實施方案中，破囊壺菌細胞表達異源木糖轉運蛋白、異源木糖還原酶、異源木糖醇脫氫酶、和異源木酮糖激酶。在一些實施方案中，編碼與木糖輸入相關的多肽的多核苷酸序列與選自下組的序列是至少90%相同的登錄號AJ875406、BT015128、AF127802、AJ249910、X59465、或 X55392 的多核苷酸序列；編碼登錄號 CAB76571的氨基酸序列的多核苷酸序列；SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO: 21、SEQ ID NO: 22、或SEQ ID NO: 23的多核苷酸序列，及其組合。在一些實施方案中，破囊壺菌是裂殖壺菌屬或破囊壺菌屬的。在一些實施方案中，本專利技術涉及通過所述方法生產的破囊壺菌細胞培養物。本專利技術也涉及包含含有編碼與木糖輸入、木糖向木酮糖的轉換、木酮糖磷酸化、或其組合相關的多肽的多核苷酸序列的核酸分子的破囊壺菌細胞。在一些實施方案中，與木糖輸入、木糖向木酮糖的轉換、木酮糖磷酸化相關的多肽選自下組異源木糖轉運蛋白、異源木糖異構酶、異源木酮糖激酶、異源木糖還原酶、異源木糖醇脫氫酶及其組合。在一些實施方案中，破囊壺菌細胞表達異源木糖轉運蛋白、異源木糖異構酶、和異源木酮糖激酶。在一些實施方案中，破囊壺菌細胞表達異源木糖轉運蛋白、異源木酮糖激酶、異源木糖還原酶、和異源木糖醇脫氫酶。在一些實施方案中，編碼木糖與輸入相關的多肽的多核苷酸序列與選自下組的序列是至少90%相同的登錄號AJ875406、BT015128、AF127802、AJ249910、X59465、或X55392的多核苷酸序列；編碼登錄號CAB76571的氨基酸序列的多核苷酸序列；SEQ ID本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JC利普梅爾，KE埃普特，
申請(專利權)人：DSMIP資產公司，
類型：
國別省市：