[发明专利]通过生物转化从长链脂肪酸产生中链ω‑羟基脂肪酸、α，ω‑二羧酸和ω‑氨基脂肪酸的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及通过生物转化从长链脂肪酸产生中链ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸和ω-氨基脂肪酸的方法。更具体而言，本发明涉及被转化以表达Baeyer-Villiger单加氧酶(BVMO)的转化体，使用该转化体通过生物转化从C16-C20长链脂肪酸产生C5-C14中链ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇的方法，使用BVMO从脂肪酮酸产生具有酯基引入其链中的脂肪酸衍生物的方法，和通过该方法制备的新型ω-羟基脂肪酸。

【背景技术】

ω-羟基脂肪酸是在脂肪酸末端具有羟基的脂肪酸(HOCH₂(CH₂)_nCOOH)。其作为单体用于聚乙烯基塑料的生产，并广泛用于乳化剂、粘合剂或涂料的生产和化妆品或药品的制备。ω-羟基脂肪酸也可作为前体用于长链二羧酸的合成，所述长链二羧酸广泛用于聚酰胺、聚酯基塑料、化妆品和家居用品的生产。

中链α,ω-二羧酸(HOOC(CH₂)_nCOOH)和ω-氨基脂肪酸(H₂NCH₂(CH₂)_nCOOH)作为单体用于聚酰胺、聚酯塑料等的生产，并且也用于乳化剂、防冻剂、油漆和涂料的生产。进一步地，其具有多种的生理活性，例如抗菌活性等，并且因此广泛用于化妆品、食品和家居用品的生产。例如，C10中链二羧酸——癸二酸((HOOC)(CH₂)₈(COOH))的年产量超过50,000MT，并且其用于塑料、蜡烛、化妆品、乳化剂、防冻剂和腐蚀抑制剂的生产。进一步地，由于其抗菌活性，癸二酸用于痤疮治疗药物或化妆品和家居用品的生产。

这类的中链ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸和ω-氨基脂肪酸在自然界中稀有发现，并且因此是通过化学合成工业生产的。化学合成存在需要高温和高压、强酸和/或引起严重环境问题的有毒氧化物的问题(美国专利号5,952,517、6,392,074、5,420,316和20110105774)。例如，通过化学裂解，从蓖麻油酸产生癸二酸(美国专利号5,952,517和6,392,074)。然而，蓖麻油酸的化学裂解需要处于200-300℃或更高温度下的高温过程，和使用例如硫酸的强酸，以及使用例如重金属离子催化剂、有机溶剂等的有毒物质。问题在于，该过程是危险的，且在生产后产生大量的环境污染物。

壬二酸——C9中链二羧酸，通过油酸的臭氧分解产生(美国专利号5,420,316)。然而，通过上述技术产生壬二酸需要使用强氧化剂臭氧，其产生多种副产物。因此，使用重金属催化剂的分离/纯化过程对除去其产生的副产物是必不可少的。由于包括复杂的分离/纯化过程、环境污染和过度能量使用在内的许多其它问题，研究这些问题的解决方案具有增长的需求。因此，活跃的研究集中在简单和环境友好的生产方法，和在该方法中使用生物催化过程上。例如，使用酶从长链脂肪酸产生长链ω-羟基脂肪酸的方法和从石油复合烃产生中链二羧酸的生产方法已经被开发。然而，使用酶从可再生的长链脂肪酸产生中链ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇的方法还没有被开发。

本发明人近来证明BVMO能够转化源自C16-C20长链脂肪酸的脂肪酮酸为具有酯基引入其链的脂肪酸衍生物，其可被酯水解酶裂解，并且他们发现利用引入BVMO基因的转化微生物，可从长链脂肪酸产生中链ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸、醇等，从而完成本发明。

【技术方案】

本发明的目的是提供一种能够表达BVMO的转化体。

本发明的另一个目的是提供使用转化体通过生物转化，从长链脂肪酸产生多种降解产物的方法。

本发明的仍另一个目的是提供化学式1表示的ω-羟基脂肪酸，其通过上述方法制备。

【有益效果】

使用本发明能够表达BVMO的转化体，通过生物转化，从包含在培养基中的C16-C20长链脂肪酸可大量产生例如C5-C14ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸、醇的降解产物。因此，其可以以更安全和经济的方式广泛用于产生ω-羟基脂肪酸、α,ω-二羧酸、ω-氨基脂肪酸或醇。

【附图描述】

图1a是显示使用水合酶、醇脱氢酶、BVMO和酯水解酶，从长链脂肪酸(C18油酸)产生中链ω-羟基脂肪酸(C9ω-羟基壬酸)的连续反应步骤的示意图；