以基因重组微生物进行碳源转化生产生物降解高分子与生质燃料的方法
【专利摘要】本发明公开一种以基因重组微生物进行碳源转化生产生物降解高分子与生质燃料的方法，其步骤包括：(A)以基因重组技术构建具有甘油利用酵素基因及聚羟基烷酯合成酶基因的基因重组微生物；(B)将该基因重组微生物培养于含有甘油的环境中；(C)诱导该基因重组微生物表达该甘油利用酵素及该聚羟基烷酯合成酶并生产聚羟基烷酯的生物降解高分子及乙醇的生质燃料；(D)分离取得该聚羟基烷酯及乙醇；其中该基因重组微生物的细胞内所产生的聚羟基烷酯至少占其生物量的30%(w/w)，且其甘油消耗可达90%(w/w)以上。
DSM 27723
20130912
【专利说明】以基因重组微生物进行碳源转化生产生物降解高分子与生 质燃料的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用基因重组微生物生产特定产物的方法，特别是涉及一种以基 因重组微生物进行碳源转化生产生物降解高分子与生质燃料的方法。
【背景技术】
[0002] 当前我国生质柴油快速发展，并于2010年已全面推动B2生质柴油添加，鉴于制造 生质柴油后的废弃产物粗甘油的产量随之上升，造成环境污染；若将粗甘油精炼再利用，其 经济效益有限。因此，处理粗甘油此副产物成为发展生质柴油的重要关键。就世界趋势而 言，先进国家中皆有相关的能源政策法修订决策，且多数都列入国家发展的重点项目。例如 在特定时间点时须将使用石油燃料的车辆，以特定比例更换成使用替代性燃料的车辆，且 逐步地增加。在此趋势之下，生质柴油产能目标亦将对应地提高，届时庞大生质柴油产能所 制造的废粗甘油势必成为环境污染的窘境。因此，若是可利用微生物将粗甘油作有效处理 或利用，例如：以粗甘油生产聚轻基烧酯（P〇lyhydroxyalkanoate，PHA)此种生物性可分解 塑料，如此将可提高生质柴油的附加价值。聚轻基烧酯（p〇lyhydroxyalkanoate，PHA)为 一种微生物型聚酯，一般主要作为碳源和能量的贮藏物质，当微生物面临营养不平衡状态 时，会在胞内以疏水性的包涵体累积PHA在胞内，以疏水性颗粒的形式存在，在一定条件下 其含量可以超过细胞干重的90%。从化学结构上讲，PHA是轻基脂肪酸（Hydroxyalkanoic acid, HA)的聚合物，结构通式如下所示：
[0003]
【权利要求】
1. 一种以基因重组微生物进行碳源转化生产生物降解高分子与生质燃料的方法，其步 骤包括： (A) 以基因重组技术构建具有甘油利用酵素基因及聚羟基烷酯合成酶基因的基因重组 微生物； (B) 将该基因重组微生物培养于含有甘油的环境中； (C) 诱导该基因重组微生物表达该甘油利用酵素及该聚羟基烷酯合成酶并生产聚羟基 烷酯的生物降解高分子及乙醇的生质燃料； (D) 分离取得该聚羟基烷酯及乙醇； 其中，该基因重组微生物的细胞内所产生的聚羟基烷酯至少占其生物量的30%(w/w)， 且其甘油消耗可达90%(w/w)以上。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，该甘油利用酵素基因包括醛还原酶（aldehyde reductase, alrd)基因与醒脱氢酶基因。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，该聚羟基烷酯合成酶基因为PhaCAB聚羟基烷酯 合成酶基因。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，该甘油利用酵素基因构建于第一表达质体，且该 第一表达质体可受第一诱导剂诱发其表达。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，该第一诱导剂为L-阿拉伯糖。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，该甘油利用酵素基因构建于第二表达质体，且该 第二表达质体可受第二诱导剂诱发其表达。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中该第二诱导剂为异丙基-0 -D-硫代半乳糖苷。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，该基因重组微生物的培养温度范围介于25°C? 37°C，且其微生物接种量为3%(v/v)以上。
9. 根据权利要求1所述的方法，其中，该基因重组微生物培养于厌氧环境或耗氧环境。
10. 根据权利要求1所述的方法，其中，该基因重组微生物以两阶段诱导基因调控其甘 油的消耗与聚羟基烷酯的生产。
11. 根据权利要求1所述的方法，其中，该基因重组微生物为原核生物。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，该原核生物为大肠杆菌。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，该基因重组微生物为真核生物。
【文档编号】C12P7/64GK104450808SQ201310421436
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】蓝祺伟, 吴和生, 邱逢深 申请人:元智大学