[发明专利]培养具有腈水合酶活性的微生物的方法

说明书

本发明涉及用于生产腈水合酶的微生物的培养方法、用于培养生产腈水合酶的微生物的组合物、以及含有糖和有机酸的组合物用于培养生产腈水合酶的微生物的用途。在本发明中提供和使用的组合物特别适用于诱导相应微生物的生长和腈水合酶生产。

技术领域

本发明涉及培养生产腈水合酶的微生物的方法、培养生产腈水合酶的微生物的组合物、以及含有糖类和有机酸的组合物用于培养生产腈水合酶的微生物的用途。在本发明的上下文中提供的并用于本发明的组合物特别适用于诱导相应微生物的生长和腈水合酶的生产。

背景技术

聚丙烯酰胺广泛用作絮凝剂、用作造纸工业中的增稠剂、用作三次采油中的添加剂、以及许多其它领域。聚丙烯酰胺的原料通常是其单体丙烯酰胺。原则上，存在两种不同的工业规模生产丙烯酰胺的方法：化学合成和生物合成，其中由于更温和的反应条件和固有的工艺安全性，生物合成方法呈日益上升趋势。由于更温和的反应条件、不存在铜催化剂和腈的定量转化，在生物合成中可以避免昂贵的下游加工步骤例如蒸馏或离子交换，因此导致更廉价的设备，显著降低的设备蓝图。

两种合成方法都使用丙烯腈作为起始物质。虽然化学合成方法使用铜催化剂(例如US4048226，US3597481)，但是生物合成方法使用生物催化剂水合丙烯腈以获得丙烯酰胺。一般地，这样的生物催化剂是微生物，其能够生产酶的腈水合酶(2014年9月30日的IUBMB命名法：EC 4.2.1.84；CAS-No.2391-37-5；也称为，例如NHase)。生产腈水合酶的微生物广泛地分布在环境中，并且包括，例如，作为代表的玫瑰色红球菌(Rhodococcusrhodochrous)、食吡啶红球菌(Rhodococcus pyridinovorans)、红城红球菌(Rhodococcuserythropolis)、马红球菌(Rhodococcus equi)、赤红球菌(Rhodococcus ruber)、浑浊红球菌(Rhodococcus opacus)、黑曲霉(Aspergillus niger)、燕麦食酸菌(Acidovoraxavenae)、速生食酸菌(Acidovorax facilis)、根癌土壤杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)、放射形土壤杆菌(Agrobacterium radiobacter)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、苍白芽孢杆菌(Bacillus pallidus)、史密斯芽孢杆菌(Bacillus smithii)、芽孢杆菌BR449(Bacillus sp BR449)、Bradyrhizobium oligotrophicum、Bradyrhizobiumdiazoefficiens、大豆慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)、新洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cenocepacia)、唐菖蒲伯克霍尔德氏菌(Burkholderia gladioli)、产酸克雷伯菌(Klebsiella oxytoca)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumonia)、栖异地克雷伯菌(Klebsiella variicola)、鹰嘴豆中间根瘤菌(Mesorhizobium ciceri)、机会中间根瘤菌(Mesorhizobium opportunistum)、中间根瘤菌F28(Mesorhizobium sp F28)、莫拉菌属(Moraxella)、Pantoea endophytica、成团泛菌(Pantoea agglomerans)、绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)、根瘤菌属(Rhizobium)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)、液化沙雷氏菌(Serratialiquefaciens)、粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)、拟无枝酸菌属(Amycolatopsis)、节杆菌属(Arthrobacter)、短杆菌属物种CH1(Brevibacterium sp CH1)、短杆菌属物种CH2(Brevibacterium sp CH2)、短杆菌属物种R312(Brevibacterium sp R312)、蛾短杆菌(Brevibacterium imperiale)、Corynebacterium nitrilophilus、假白喉棒杆菌(Corynebacterium pseudodiphteriticum)、谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)、Corynebacterium hoffmanii、蛾微杆菌(Microbacterium imperiale)、耻垢微杆菌(Microbacterium smegmatis)、藤黄微球菌(Micrococcus luteus)、小球诺卡氏菌(Nocardia globerula)、玫瑰色诺卡氏菌(Nocardia rhodochrous)、嗜热假诺卡氏菌(Pseudonocardia thermophila)、木霉属(Trichoderma)、疣孢漆斑菌(Myrotheciumverrucaria)、出芽短梗霉(Aureobasidium pullulans)、Candida famata、季也蒙假丝酵母(Candida guilliermondii)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、黄隐球酵母(Cryptococcus flavus)、隐球酵母UFMG-Y28(Cryptococcus sp UFMG-Y28)、汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hanseii)、白地霉(Geotrichum candidum)、地霉属物种JR1(Geotrichumsp JR1)、有孢汉逊酵母属(Hanseniaspora)、耐热克鲁维酵母(Kluyveromycesthermotolerans)、克鲁弗毕赤酵母(Pichia kluyveri)、红酵母(Rhodotorula glutinis)、睾丸酮丛毛单胞菌(Comomonas testosteroni)、Pyrococcus abyssi、激烈热火球古菌(Pyrococcus furiosus)和美未氏热火球古菌(Pyrococcus horikoshi)。(参见，例如，Prasad，Biotechnology Advances(2010)，28(6)：725-741；FR2835531)。酶腈水合酶是铁或钴依赖性的(即其具有在其活性中心配位的铁或钴原子)，特别地其特征在于其催化丙烯腈转化以通过水合丙烯腈获得丙烯酰胺的能力(Kobayashi，Nature Biotechnology(1998)，16：733-736)。