[发明专利]通过重组藻类表达FAEES及新型体内生产生物柴油的方法无效

专利信息
申请号: 200910142892.8 申请日: 2009-05-20
公开(公告)号: CN101892091A 公开(公告)日: 2010-11-24
发明(设计)人: 黄赤夫 申请(专利权)人: 湖北汇特生物医药技术有限公司
主分类号: C10L1/02 分类号: C10L1/02
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 435002 *** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 通过 重组 藻类 表达 faees 新型 体内 生产 生物 柴油 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于生物能源和基因工程技术领域,特别涉及到藻类油脂及其用于制备生物柴油的方法。具体来说,本发明涉及了使用重组藻类来生产生物柴油的方法,是一种低投入高产率的生物柴油方法。使用一种藻类,通过基因工程技术将一个能表达脂肪酸乙脂合成酶(以下称之为FAEES)活性的基因转入进去,在藻类体内表达的FAEES在一定条件下催化藻类体内本身的脂肪酸与外界加入的(外源)乙醇发生反应,从而体内生成生物柴油。或将含FAEES基因并能稳定表达的藻类破碎,藻细胞经分离收集培养混合物,然后加入不同量的(外源)乙醇,在37℃反应1-24小时,进行体外生物转酯化酶反应后,经分离纯化得到脂肪酸己酯即生物柴油。

背景技术

当前,人口的增长使得不断增加的油脂需求量与自然资源严重短缺的矛盾日益尖锐,特别是随着日趋严重的全球性能源短缺与环境恶化,使得人们不得不从环境保护与资源开发的角度出发,积极开发替代石化燃料的可再生新能源,如生物柴油就是一种具有很大发展潜力且环境友好的可再生清洁能源。生物能源具有能量密度、含硫量低、燃烧充分、润滑性能好等液体能源产品所期望的优良性能。自1988以来,许多欧洲国家已经开始将生物柴油作为传统柴油的替代品,但由于较高的原料成本,使得生物柴油的价格高于传统柴油,这严重地制约了生物柴油的产业化进程,因此选取合适的、低成本的油脂资源是生物柴油产业发展的方向。

目前有关生物柴油制备的研究基本上集中于植物油方面,都是以植物油或餐饮废弃油脂为原料,利用植物油为原料,成本高,而以餐饮废弃油脂为原料,也存在原料难以收集和运输的困难,因此这些研究难以实现工业化应用。在利用植物油脂制备生物柴油的过程中,原料成本就占了总成本的70%-85%,这严重制约了生物柴油的工业化应用。

但是藻类生物体内含有大量的油脂,通过基因工程技术来在藻类生物体内制备生物柴油(即脂肪酸乙脂和脂肪酸甲脂),这可以为生物柴油的制备提供更加廉价的原料,因为藻类分布的范围极广,对环境条件要求不严,适应性较强,在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度下也能生活。不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋,而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。从热带到两极,从积雪的高山到温热的泉水,从潮湿的地面到不很深的土壤内,几乎到处都有藻类分布。而且不需要大量劳动力。目前,生产生物柴油的常用方法是酯交换法,即在油脂中加于一定量的低碳醇,如甲醇或乙醇等,在碱或酸催化剂作用下,在一定的温度和时间反应生成生物柴油,同时产生副产物甘油。本发明将基因工程技术与酯交换反应制备生物柴油的技术相结合,提出了一种用藻类生物体内油脂制备生物柴油的方法,目前尚未见过有相关报道。

本发明反应条件温和,成本低、产率高、原料资源丰富,同时具有不占用土地、不消耗油资源的优点,具有良好的工业化应用前景。

发明内容

本发明的目的:旨在提供一种以高生产率高效率生产生物柴油的方法,包含使用一种藻类,通过基因工程技术将一个能表达FAEES活性的基因转入进去,在藻类没有实质性增殖的条件下,体内生产的FAEES在一定的条件下催化小球藻体内本身的脂肪酸与外界加入(外源)的乙醇发生反应,从而体内生成生物柴油。

本发明将公开一种利用基因工程技术在藻类中转入FAEES基因,从而表达FAEES,并产生一种新型生产生物柴油的办法。

藻类植物是植物界中没有真正根、茎、叶分化,以光能自养生活,生殖器官由单细胞构成和无胚胎发育的一大类群。以小球藻为例,小球藻是单细胞浮游种类,细胞微小,圆形或略椭圆形,细胞壁薄,细胞内有1个杯形或曲带形载色体,细胞老熟时载色体分裂成数块,无蛋白核,只有蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa Chick.)有蛋白核。无性生殖时,原生质分裂形成2、4、8、16个似亲孢子,母细胞壁破裂时,孢子放出成为新的植物体。小球藻在我国分布甚广,生活于含有机质的小河、沟渠、池塘等水中,在潮湿的土壤上也有分布。

本发明实施方案如下:

通过基因工程技术,在表达FAEES的基因已获得的前提下,进行基因扩增(PCR技术)、体外重组、重组体向寄主细胞导入、再经过重组体的克隆筛选与鉴定,得到能够表达外源基因FAEES的转型藻类。

按照本发明转型的宿主微生物是一种藻类,该藻类不同于现有技术中作为宿主的菌类。

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