[发明专利]用于生产泛醇的工艺

说明书

本发明涉及用于生产泛醇的工艺。更确切地，本发明涉及发酵生产泛 醇的工艺，所述工艺通过在合适的发酵条件下，在合适的发酵培养基中， 用3-氨丙醇(AMP)或其衍生物共同给料来培养微生物，以及，如果需要的 话，回收泛醇来实现。

泛醇是2，4-二羟基-N-(3-羟丙基)-3，3-二甲基丁酰胺或N-泛酰-3-丙醇 胺，其是对应于泛酸的醇。由于其膜保护特性，泛醇被广泛用于化妆品工 业。与本发明相关的泛醇的D(+)-或R-形式是优选的形式，其具有维生素 活性，因此其在药物以及食品补剂领域中作为预防剂的用途是众所周知 的，其新应用也在持续开发中。

泛醇的常规制造工艺是合成的R-泛内酯(α-羟基-β，β-二甲基-γ-丁内 酯)与3-氨丙醇的化学缩合(见例如Schnider，O.：Synthesis of panthenol and its transformation into pantothenic acid.Jubilee Vol.Emil Barell 1946，85- 91)。

迄今为止没有描述过使用微生物通过生物技术工艺生产泛醇的方法。

CN 1367253描述了使用产生D-泛解酸内酯水解酶的Fusarium monoliforme通过微生物酶促水解DL-泛解酸(pantoic acid)内酯并使得到的 D-泛解酸与3-氨丙醇反应来生产D-泛醇。

以比已知的化学工艺更低的生产成本来对泛醇进行完全或部分的生物 合成仍然是人们想要实现的有吸引力的技术目标。

以比已知的化学工艺更低的生产成本来对泛醇进行完全或部分的生物 合成仍然是人们想要实现的有吸引力的技术目标。

EP 859 848 B1(BASF AG)要求保护生产D-泛酸的工艺，所述工艺包 括在存在β-丙氨酸时培养转化子E.coli。WO 01/21772(Omnigene Bioproducts/BASF AG)要求保护通过培养经遗传修饰的下述微生物来生产 泛酸盐或泛解酸盐(pantoate)的方法，所述微生物是Bacillus的属，特别是 B.subtilis，其中选自PanB(酮泛解酸盐(ketopantoate)羟甲基转移酶)、 PanC(泛酸盐合成酶)、PanD(天冬氨酸-α-脱羧酶)和PanE(酮泛解酸 盐还原酶)的至少一种酶被过表达。

尽管已知PanC能在微生物中催化β-丙氨酸与泛解酸盐的缩合形成泛 酸盐，但是目前惊人地发现PanC还能够催化3-氨丙醇与泛解酸盐缩合形 成泛醇。

因此，本发明涉及一种生产泛醇的工艺，其特征是：通过在合适的培 养条件下用3-氨丙醇或其合适的衍生物共同给料来培养下述微生物并任选 地从细胞培养基中回收泛醇来实现，所述微生物能够过表达选自泛解酸盐 生物合成中的酶和PanC构成的组的至少一种酶。

本发明还涉及根据这类工艺生产的泛醇，和PanC或其具有提高的催 化活性的突变体在从3-氨丙醇或其衍生物和泛解酸盐生产泛醇的工艺中的 用途。

本发明的微生物可以是真核的或原核的。优选地，该微生物是原核 的。原核微生物可以是革兰氏阳性的或革兰氏阴性的。革兰氏阳性微生物 包括但不限于属于Bacillus、Corynebacterium、Lactobacillus、Lactococus 和Streptomyces属之一的微生物。优选地，该微生物属于Bacillus属。例 子是Bacillus licheniformis、Bacillus amyloliquefaciens、Bacillus subtilis、 Bacillus puntis、Bacillus halodurans等。最优选地，该微生物为Bacillus subtilis。

泛解酸盐生物合成途径的酶以及编码它们的DNA序列是本领域技术 人员已知的，其包括但不限于PanB、Pan E、IIvB、IIvC、IIvD、IIvN、 GlyA、SerA和SerC以及甘氨酸切割途径的酶。

在本发明的一些优选的实施方案中，PanB、PanC、PanE和IIvD中的 至少一种酶被过表达。在本发明的另一特定的实施方案中，通过部分或完 全缺失相应的PanD基因，来使催化天冬氨酸α-脱羧形成β-丙氨酸的PanD 失活。