[发明专利]用于增加生物量水解的富含半纤维素酶的组合物

说明书

优先权

本申请要求于2008年3月21日提交的美国临时申请系列号61/038,520的优先权，其通过引用全文并入到本文中。

技术领域

本组合物和方法涉及用于改善纤维素材料酶促水解的纤维素酶/半纤维素酶的酶混合物。

背景

生物量的主要组分是纤维素和半纤维素。纤维素由β-1，4-连接的葡萄糖残基的聚合物组成，这些残基装配成更高级的纤维状结构。半纤维素是杂多糖，包括除葡萄糖以外的单糖，例如D-木糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和4-O-甲基-D-葡糖醛酸，不仅通过糖苷键而且还通过酯键相连接。半纤维素的组成和结构比纤维素更复杂，在多种木本植物物种、草本植物和谷类中可以定量且定性的改变。

纤维素可以转化为糖，例如葡萄糖，并被多数微生物用作能源，所述微生物包括用于工业目的的细菌、酵母和真菌。纤维素材料还可由可商购的酶转化为糖，所获得的糖可用作工业微生物的原料，来生产产品例如塑料和乙醇。然而，目前的纤维素酶产品通常缺少水解半纤维素材料的能力，半纤维素仍未消耗地保留在生物量组合物中，可以干扰生物量的处理和处置。

因此，仍然需要开发用于同时水解纤维素和半纤维素的有效的酶系统，包括优化的酶组合的共同产生或混合物，所述酶组合用于将半纤维素寡聚物和聚合物转化为游离戊糖用于发酵。此类优化的酶系统对提高生物量的效率和经济是理想的。

概述

本教导内容提供了优化的生物转化酶混合物，生产所述酶混合物的方法，以及使用优化的生物转化酶混合物将生物量转化为糖的方法。生物转化酶混合物包括完整的纤维素酶和一种或多种半纤维素酶的混合物，所述酶的选择由预期的生物量底物和处理条件决定。

在一个方面，提供了用于水解纤维素和半纤维素材料的混合物的酶混合组合物，包含：

(a)第一种酶组合物，包含纤维素酶；

(b)第二种酶组合物，包含至少一种选自GH10或GH11木聚糖酶的木聚糖酶，和

(c)第三种酶组合物，包含至少一种其它的半纤维素酶，所述半纤维素酶不是GH10或GH11木聚糖酶，或者不是与(b)中相同的GH10或GH11木聚糖酶，

其中，与缺少至少一种其它的半纤维素酶的等同的酶混合组合物相比，上述酶混合组合物提供至少一种的(i)增加的葡聚糖转化或(ii)增加的木聚糖转化。

在一些实施方案中，第一种酶组合物是来自丝状真菌的全纤维素酶混合物。在一些实施方案中，第一种酶组合物是补充了额外量的β-葡糖苷酶的来自丝状真菌的全纤维素酶混合物。

在一些实施方案中，第二种酶组合物包含来自里氏木霉的木聚糖酶XYN2。在一些实施方案中，第二种酶组合物包含来自里氏木霉的木聚糖酶XYN3。

在一些实施方案中，至少一种木聚糖酶具有与选自SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2的氨基酸序列至少80％同一性的氨基酸序列。在一些实施方案中，至少一种木聚糖酶具有与选自SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2的氨基酸序列至少85％、至少90％、至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％，或甚至至少99％氨基酸序列同一性的氨基酸序列。在特定的实施方案中，至少一种木聚糖酶具有选自SEQ ID NO：1或SEQ ID NO：2的氨基酸序列。

在一些实施方案中，至少一种其它的半纤维素酶是选自GH54半纤维素酶、GH62半纤维素酶、GH27半纤维素酶、GH36半纤维素酶、GH5半纤维素酶、GH74半纤维素酶、GH67半纤维素酶、GH28半纤维素酶、GH11半纤维素酶、GH10半纤维素酶、GH3半纤维素酶和CE5半纤维素酶。

在一些实施方案中，至少一种其它的半纤维素酶是β-木糖苷酶或阿拉伯呋喃糖苷酶。在特定的实施方案中，β-木糖苷酶是来自里氏木霉的BXL1，阿拉伯呋喃糖苷酶是来自里氏木霉的ABF1、ABF2或ABF3。在一些实施方案中，至少一种其它的半纤维素酶是β-木糖苷酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的组合。

在一些实施方案中，第一种酶组合物是补充了额外量的β-葡糖苷酶的来自丝状真菌的全纤维素酶混合物，第二种酶组合物包含木聚糖酶，且至少一种其它的半纤维素酶是β-木糖苷酶和阿拉伯呋喃糖苷酶的组合。