[发明专利]来自酸热脂环酸杆菌和相关生物体的耐热和耐热耐酸的生物聚合体降解基因和酶，方法

说明书

优先权要求 

本申请要求2008年1月31日提交的为“来自酸热脂环酸杆菌和相关生物体的耐热和耐热耐酸的生物聚合体降解基因和酶，方法”的美国临时专利申请系列号61/025,136的权益和优先权，其通过引用整体并入本文。 

政府权利 

根据美国能源部与巴特尔能源联合会，LLC之间的合同第DE-AC07-05ID14517号，美国政府具有本发明的某些权利。 

技术领域

本发明一般涉及生物技术。更加具体地，本发明涉及分离的和/或纯化的来自酸热脂环酸杆菌的多肽以及编码多肽的核酸序列，及它们的使用方法。 

背景 

从木质纤维素材料中去除半纤维素的稀酸水解是最发达的木质纤维素预处理技术并且目前受到青睐(Hemelinck等人，2005)，因为它产生了相当高产率的木糖(75-90％)。通常使用的条件是范围从0.1％到1.5％的硫酸和高于160℃的温度。所使用的高温产生了抑制随后的微生物发酵的显著水平的热解产物(Lavarack等人，2002)。由于在升高的温度下酸的腐蚀性更强，高温水解需要加压系统、蒸汽的产生以及在反应器构建中的抗腐蚀材料。 

低温酸水解令人感兴趣因为它们具有克服上述若干缺点的潜力(Tsao等人，1987)。已证明在80-100℃的温度范围内、在几小时的酸处理中，90％的半纤维素能够作为寡聚体而溶解。还已证明低温酸水解所产生的糖类在那些相同的条件下是稳定的，达至少24小时，其中没有可检测的降解为糠醛的分解产物。最后，在预处理中通常使用的硫酸在较低温度下不具同样的腐蚀性。较低温度的酸预处理的利用需要长得多的反应时间以达到可接受的水解的水平。尽管已显示90％的半纤维素溶解(Tsao，1987)，但大部分的糖处于寡聚体的形式而不处于单体形式。目前在随后的发酵步骤中偏爱的生物不能利用糖寡聚体(Garrote等人，2001)，包含寡聚体的水解物需要进一步加工成单体，通常如第二次酸或碱的水解步骤(Garrote等人，2001)。 

其他的酸性预处理方法包括自动水解和热水洗涤。在自动水解中，在高温下(约240℃)用蒸汽处理生物质，这裂解了与半纤维素有关的乙酰基侧链以产生在酸水解中与硫酸相似的方式发挥作用的乙酸。与稀酸水解相比，需要更高的预处理温度，因为乙酸是比硫酸弱的多的酸。在低于240℃时，半纤维素不被完全水解为糖单体并且具有高水平的寡聚体(Garrote等人，2001)。在热水洗涤中，在提高的温度160-220℃下使生物质与水接触(在压力下)。这个过程能够有效地水解大于90％的存在的半纤维素，并且溶解的半纤维素通常超过95％是处于寡聚体的形式(Liu和Wyman，2003)。 

发明公开 

本发明的实施方案涉及纯化的和/或分离的酸热脂环酸杆菌的基因组的核苷酸序列，或其同源物或片段。在本发明的一个实施方案中，所述核苷酸序列选自SEQ ID NO：1、18、35、51、68、85、101、118、135、152、167、184、201、218、235、252、269、286、303、320、336、353、370、387、404、421、438、455、457、459、461、463或其同源物或片段。在本发明的另一个实施方案中，所述同源物选自由以下组成的组：与SEQ IDNO：1、18、51、68、85、101、118、135、152、167、184、201、218、235、 252、269、286、303、320、336、353、370、387、404、421或438具有至少80％的序列同一性的核苷酸序列；与SEQ ID NO：461具有至少93％的序列同一性的核苷酸序列；与SEQ ID NO：35具有至少94％的序列同一性的核苷酸序列；与SEQ ID NO：459具有至少96％的序列同一性的核苷酸序列；与SEQ ID NO：463具有至少99％的序列同一性的核苷酸序列；与SEQID NO：457具有至少99.6％的序列同一性的核苷酸序列；和与SEQ IDNO：455具有至少99.7％的序列同一性的核苷酸序列。