[发明专利]具有改善特性的酰基-ACP还原酶

说明书

公开内容涉及酰基‑ACP还原酶(AAR)酶变体，当在重组宿主细胞中表达时，其导致改善的脂肪醛和脂肪醇生产。公开内容进一步涉及制备且使用此类AAR变体用于生产具有特定特征的脂肪醇组合物的方法。

本申请要求于2013年1月16日提交的美国临时申请号61/753,273的利益，所述美国临时申请的内容通过引用在此整体并入。

序列表

本申请含有序列表，其已以ASCII形式电子提交且通过引用在此整体并入。所述ASCII拷贝于2014年1月13日创建，命名为LS00046PCT_SL.txt，并且大小为155,731字节。

发明领域

公开内容涉及酰基-ACP还原酶(AAR)酶变体，当在重组宿主细胞中表达时，其导致改善的脂肪醛和/或脂肪醇生产。公开内容进一步涉及制备且使用此类AAR变体用于生产具有特定特征的脂肪醇组合物的方法。

发明背景

脂肪醇表示工业生物化学品的重要范畴。例如，全世界每年的脂肪醇及其衍生物销售超过10亿美元。这些分子及其衍生物具有众多应用，包括作为表面活性剂、润滑剂、增塑剂、溶剂、乳化剂、软化剂(emollient)、增稠剂、调味料、香料和燃料的用途。由于它们的两亲性质，脂肪醇表现为非离子型表面活性剂，其用于个人护理和家用产品例如去污剂中。较短链的脂肪醇作为乳化剂、软化剂和增稠剂用于化妆品和食品工业中。

在自然界中，脂肪醇由酶制备，所述酶能够将多种酰基-ACP或酰基-CoA分子还原为相应伯醇(例如通过引用并入本文的美国专利号8,323,924；8,268,599和8,097,439；以及美国专利公开号20120282663和20100105963)。然而，目前技术主要涉及无机催化剂介导的脂肪酸还原为相应的伯醇。这些脂肪醇经由脂肪酸的催化氢化而产生，所述脂肪酸由天然来源例如椰子油、棕榈油、棕榈仁油、牛油和猪油产生，或通过由石油化学原料产生的α-烯烃的化学水合而产生。衍生自天然来源的脂肪醇具有不同链长，其与特定应用相关且对特定应用特异。脂肪醇脱水为α-烯烃可以通过化学催化来完成。

脂肪醛可以用于生产工业特种化学品。例如，醛常用于生产聚合物、树脂、染料、调味剂、增塑剂、香精和药物。醛也可以用作溶剂、防腐剂和消毒剂。某些天然和合成化合物例如维生素和激素是醛，并且许多糖含有醛基。脂肪醇可以通过化学或酶促还原而转换为脂肪醇。

脂肪醛和脂肪醇生产的更绿色和更清洁的替代方案是经由可发酵的糖和/或生物质。然而，为了使由可发酵的糖或生物质生产脂肪醇和脂肪醇成为商业上可行的，工业过程必须对于最终产物的有效转换和回收进行优化。本公开内容通过提供组合物和方法而解决了该需要，所述组合物和方法通过使用经改造的宿主细胞作为生物催化剂用于脂肪醛和脂肪醇的改善生产。

发明概述

本公开内容提供了光合和异养宿主细胞，其直接生产特定链长的脂肪醛和/或脂肪醇，从而使得不需要纯化的脂肪酸的催化转换。这种生物学途径提供了更高质量的产品，显著的成本下降和对环境的更少影响。更具体而言，本公开内容提供了新型酰基-ACP还原酶(AAR)酶变体，所述酶变体产生脂肪醛和/或脂肪醇及其组合物。还提供的是特定AAR变体核酸和蛋白质序列，以及包含此类经改造的AAR酶变体的新型重组宿主细胞和细胞培养物。公开内容还提供了使用表达重组AAR变体的宿主细胞的方法，以便制备具有特定特征的脂肪醛和/或脂肪醇组合物。