[发明专利]重组微生物制备生物柴油

说明书

对一氧化碳营养型产乙酸重组微生物进行修饰以使得它通过发酵包含CO的底物而生产生物柴油和任选的一种或多种其它产品。生物柴油是通过微生物发酵包含CO的底物来生产。所述重组微生物是经过修饰以表达生物柴油生物合成途径中的一种或多种外源性酶，所述一种或多种外源性酶在用于衍生出所述重组微生物的亲本微生物中不存在。所述一种或多种酶包括非特异性酰基转移酶。

技术领域

本发明涉及重组微生物和用于通过微生物发酵包含CO的底物来生产生物柴油的方法。

背景技术

包括一氧化碳营养型(carboxydotrophic)产乙酸菌自产乙醇梭菌(Clostridiumautoethanogenum)或杨氏梭菌(C.ljungdahlii)在内的细菌在脂质和细胞膜的生物合成中产生脂肪酸。

在野生型梭菌属(Clostridia)菌株中，沿脂肪酸途径向下的通量是显著的，其中脂质通常占干细胞质量的5％-6％(w/w)(分别为湿细胞质量的1％-1.5％(w/w))(Lepageet al.，1987,Microbiology 133:103-110)。通常，多于95％的脂质处在非常确定的C16-C18链长范围内(Lepage et al.，1987,Microbiology 133:103-110)，其中存在12:0、14:0、14:1、16:0、16:1、17Δ、18:0、18:1、19Δ脂肪酸。

脂肪酸(FA)和它们的衍生物具有高能量密度并且因此具有作为用作“直接注入型(drop-in)”运输燃料/喷气燃料的生物燃料和/或用于生产其它工业化合物的潜能。脂肪酸衍生物的实例包括生物柴油、游离脂肪酸、烯烃以及烷烃。

生物柴油是一种单烷基酯并且可以被单独用于标准的柴油发动机中，或可以与石化柴油混合。它还可以被用作加热用油的低碳替代物。在2009年，在世界范围内，使用了超过35亿加仑的生物柴油。生物柴油通常是通过在存在醇的情况下对脂质进行酯交换反应以产生甘油和单烷基酯而以化学方式由植物性脂肪或动物脂肪产生。然而，通过这种方法生产的生物柴油可能会对柴油发动机造成损伤，这归因于各种动物和植物来源的油的变化，所述油不是非常确定的并且具有广泛的碳链长度且(Fukuda et al.，2001,Biosci Bioeng92:405-416)。关键点在于机油的稀释、活塞环的结焦、液压部件的腐蚀、以及喷射系统中的沉积，从而导致生产过程和燃料老化，使得一些汽车制造商拒绝在他们的一些型号中使用动物或植物来源的生物柴油(et al.，2011,The Past,Present,and Future ofBiofuels-Biobutanol as Promising Alternative,dos Santos Bernades(Ed.)BiofuelProduction-Recent Developments and Prospects,InTech,451-486)。

当前使用粮食作物或非粮食作物生产基于糖或纤维素的原料的生物燃料产生方法可能具有与土地使用、粮食安全、供应波动以及环境问题有关的缺点。

本发明的目的在于克服这些问题并且提供一种生产生物柴油的方法，或至少为公众提供一个有用的选择。

发明内容

本发明广义上尤其提供了用于通过微生物发酵包含CO的底物来生产生物柴油的方法以及用于这些方法中的重组微生物。

在第一方面，本发明提供了一氧化碳营养型产乙酸重组微生物，所述微生物能够通过发酵包含CO的底物来生产生物柴油和任选的一种或多种其它产品。

在一个具体的实施方案中，所述微生物被改造为适于表达生物柴油生物合成途径中的一种或多种外源性酶，所述一种或多种外源性酶在用于衍生出所述重组微生物的亲本微生物中不存在(在本文可以被称为外源性酶)。在另一个实施方案中，所述微生物被改造为适于过表达生物柴油合成途径中的一种或多种内源性酶，所述一种或多种内源性酶在用于衍生出所述重组微生物的亲本微生物中存在(在本文可以被称为内源性酶)。