[发明专利]纤维素分解酶组合物及其用途

说明书

对于在联邦资助的研究和开发下完成的发明的权利的声明

该发明是在由能源部授予的批准号(Grant No):DE-EE0002870下以政府支持完成的。政府在该发明中具有一定权利。

涉及序列表

本申请包含计算机可读形式的序列表，其通过提述并入本文。

发明背景

技术领域

本发明涉及纤维素分解酶组合物；使用此种纤维素分解组合物水解乙酰化纤维素材料的方法；和使用本发明的纤维素分解酶组合物产生发酵产物的工艺。

将含纤维素原料(cellulosic feedstock)转化为乙醇具有以下优势：大量原料现成可用，避免燃烧或填埋材料是理想的，以及乙醇燃料的清洁性。木材、农业残余物、草本作物和城市固体废物被认为是用于乙醇生产的原料。这些材料主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。一旦将纤维素转化成葡萄糖，葡萄糖容易地由酵母发酵成乙醇。

纤维素材料的酶促水解的速率和程度取决于多种结构特征如木质素含量，乙酰含量，和结晶度。在天然植物中，半纤维素材料如木糖具有部分的天然乙酰化程度，而纤维素材料(纤维素)则不具备。然而，当对纤维素材料进行用例如酸如乙酸的原材料，则发生乙酰化。此种纤维素材料的乙酰化影响酶促可消化性。

WO2005/047499公开了烟曲霉(Aspergillus fumigatus)β-葡糖苷酶及其基因。

WO2006/078256公开了烟曲霉GH10木聚糖酶。

WO2008/151079公开了用于降解纤维素材料的组合物。

WO2009/042846公开了来源于土生梭孢霉(Thielavia terrestris)的乙酰木聚糖酯酶(AXE)。

WO2011/041397公开了具有纤维素分解增强活性的青霉属菌种(Penicillium sp.)GH61多肽。

WO2011/057140公开了烟曲霉纤维二糖水解酶I；烟曲霉纤维二糖水解酶II；和烟曲霉β-木糖苷酶。

存在对于可更有效地水解乙酰化纤维素材料的纤维素分解酶组合物的需求。

发明内容

本发明涉及包含纤维素分解活性的酶组合物；其用于水解乙酰化纤维素材料的用途；和使用本发明的纤维素分解酶组合物产生发酵产物的工艺。

在第一个方面，本发明涉及包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)的酶组合物。

在第二个方面，本发明涉及水解乙酰化纤维素材料的方法，其包括对所述乙酰化纤维素材料施以本发明的酶组合物，所述酶组合物包含纤维素分解制备物和乙酰木聚糖酯酶(AXE)。

在一个实施方案中，所述乙酰木聚糖酯酶来源于梭孢壳属(Thielavia)，如土生梭孢霉的菌株，如作为SEQ ID NO:2公开于WO2009/042846或本文中的SEQ ID NO:1的酶，或与WO2009/042846中的SEQ ID NO:2或本文中的SEQ ID NO:1具有至少80％，如至少85％，如至少90％，优选95％，如至少96％，如97％，如至少98％，如至少99％同一性的乙酰木聚糖酯酶。

在第三个方面，本发明涉及从乙酰化纤维素材料产生发酵产物的工艺，其包括：

(a)通过对所述乙酰化纤维素材料施以本发明的酶组合物或根据本发明的水解方法水解所述材料；

(b)使用发酵生物进行发酵；和

(c)任选地回收所述发酵产物。

附图说明

图1显示在11日水解之后的葡萄糖产量(yield)(％)。

图2显示在11日水解之后的木糖产量(％)。

图3显示来自经预处理的乙酰化玉米秸秆浆(corn stover pulp)(5％固形物，pH5.2，50℃，6mg蛋白/g纤维素)的结果。

定义

乙酰化纤维素材料：术语“乙酰化纤维素材料“指与天然纤维素材料相比具有更高程度的乙酰化的纤维素材料。在一个实施方案中，靶纤维素底物的乙酰化％可高至30％(每糖单元平均乙酰基数)。在一个实施方案中，所述乙酰化纤维素材料为0.1-30％，如0.5-20％，优选1-10％，如约5-10％，如约8％乙酰化。乙酰化可根据Technical Report NREL/TP-510-42618(2011年7月重新修订)中所述的NREL步骤和如“材料和方法”部分中所述来确定。