以基因重組微生物進(jìn)行碳源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物降解高分子與生質(zhì)燃料的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種以基因重組微生物進(jìn)行碳源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物降解高分子與生質(zhì)燃料的方法，其步驟包括：(A)以基因重組技術(shù)構(gòu)建具有甘油利用酵素基因及聚羥基烷酯合成酶基因的基因重組微生物；(B)將該基因重組微生物培養(yǎng)于含有甘油的環(huán)境中；(C)誘導(dǎo)該基因重組微生物表達(dá)該甘油利用酵素及該聚羥基烷酯合成酶并生產(chǎn)聚羥基烷酯的生物降解高分子及乙醇的生質(zhì)燃料；(D)分離取得該聚羥基烷酯及乙醇；其中該基因重組微生物的細(xì)胞內(nèi)所產(chǎn)生的聚羥基烷酯至少占其生物量的30%(w/w)，且其甘油消耗可達(dá)90%(w/w)以上。
DSM 27723
20130912
【專利說(shuō)明】以基因重組微生物進(jìn)行碳源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物降解高分子與生 質(zhì)燃料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用基因重組微生物生產(chǎn)特定產(chǎn)物的方法，特別是涉及一種以基 因重組微生物進(jìn)行碳源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物降解高分子與生質(zhì)燃料的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前我國(guó)生質(zhì)柴油快速發(fā)展，并于2010年已全面推動(dòng)B2生質(zhì)柴油添加，鑒于制造 生質(zhì)柴油后的廢棄產(chǎn)物粗甘油的產(chǎn)量隨之上升，造成環(huán)境污染；若將粗甘油精煉再利用，其 經(jīng)濟(jì)效益有限。因此，處理粗甘油此副產(chǎn)物成為發(fā)展生質(zhì)柴油的重要關(guān)鍵。就世界趨勢(shì)而 言，先進(jìn)國(guó)家中皆有相關(guān)的能源政策法修訂決策，且多數(shù)都列入國(guó)家發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目。例如 在特定時(shí)間點(diǎn)時(shí)須將使用石油燃料的車輛，以特定比例更換成使用替代性燃料的車輛，且 逐步地增加。在此趨勢(shì)之下，生質(zhì)柴油產(chǎn)能目標(biāo)亦將對(duì)應(yīng)地提高，屆時(shí)龐大生質(zhì)柴油產(chǎn)能所 制造的廢粗甘油勢(shì)必成為環(huán)境污染的窘境。因此，若是可利用微生物將粗甘油作有效處理 或利用，例如：以粗甘油生產(chǎn)聚輕基燒酯（P〇lyhydroxyalkanoate，PHA)此種生物性可分解 塑料，如此將可提高生質(zhì)柴油的附加價(jià)值。聚輕基燒酯（p〇lyhydroxyalkanoate，PHA)為 一種微生物型聚酯，一般主要作為碳源和能量的貯藏物質(zhì)，當(dāng)微生物面臨營(yíng)養(yǎng)不平衡狀態(tài) 時(shí)，會(huì)在胞內(nèi)以疏水性的包涵體累積PHA在胞內(nèi)，以疏水性顆粒的形式存在，在一定條件下 其含量可以超過(guò)細(xì)胞干重的90%。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上講，PHA是輕基脂肪酸（Hydroxyalkanoic acid, HA)的聚合物，結(jié)構(gòu)通式如下所示：
[0003]

【權(quán)利要求】
1. 一種以基因重組微生物進(jìn)行碳源轉(zhuǎn)化生產(chǎn)生物降解高分子與生質(zhì)燃料的方法，其步 驟包括： (A) 以基因重組技術(shù)構(gòu)建具有甘油利用酵素基因及聚羥基烷酯合成酶基因的基因重組 微生物； (B) 將該基因重組微生物培養(yǎng)于含有甘油的環(huán)境中； (C) 誘導(dǎo)該基因重組微生物表達(dá)該甘油利用酵素及該聚羥基烷酯合成酶并生產(chǎn)聚羥基 烷酯的生物降解高分子及乙醇的生質(zhì)燃料； (D) 分離取得該聚羥基烷酯及乙醇； 其中，該基因重組微生物的細(xì)胞內(nèi)所產(chǎn)生的聚羥基烷酯至少占其生物量的30%(w/w)， 且其甘油消耗可達(dá)90%(w/w)以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該甘油利用酵素基因包括醛還原酶（aldehyde reductase, alrd)基因與醒脫氫酶基因。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該聚羥基烷酯合成酶基因?yàn)镻haCAB聚羥基烷酯 合成酶基因。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該甘油利用酵素基因構(gòu)建于第一表達(dá)質(zhì)體，且該 第一表達(dá)質(zhì)體可受第一誘導(dǎo)劑誘發(fā)其表達(dá)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，該第一誘導(dǎo)劑為L(zhǎng)-阿拉伯糖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該甘油利用酵素基因構(gòu)建于第二表達(dá)質(zhì)體，且該 第二表達(dá)質(zhì)體可受第二誘導(dǎo)劑誘發(fā)其表達(dá)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中該第二誘導(dǎo)劑為異丙基-0 -D-硫代半乳糖苷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該基因重組微生物的培養(yǎng)溫度范圍介于25°C? 37°C，且其微生物接種量為3%(v/v)以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該基因重組微生物培養(yǎng)于厭氧環(huán)境或耗氧環(huán)境。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該基因重組微生物以兩階段誘導(dǎo)基因調(diào)控其甘 油的消耗與聚羥基烷酯的生產(chǎn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該基因重組微生物為原核生物。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該原核生物為大腸桿菌。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該基因重組微生物為真核生物。
【文檔編號(hào)】C12P7/64GK104450808SQ201310421436
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】藍(lán)祺偉, 吳和生, 邱逢深 申請(qǐng)人:元智大學(xué)