[发明专利]ω-羟基脂肪酸生产方法

说明书

提供了生产至少一种ω‑羟基脂肪酸的方法，所述方法包括：(a)在含水培养基中使至少一种烷烃与至少一种重组酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述烷烃氧化为相应的ω‑羟基脂肪酸，并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力。

发明领域

本发明涉及用于从至少一种烷烃生产至少一种ω-官能化羧酸的生物技术方法。特别地，所述方法可在乙酸和/或乙酸盐存在下使用酵母细胞来从至少一种烷烃生产相应的ω-羟基羧酸和/或其酯。

发明背景

ω-羟基脂肪酸是非常有价值的单体，其可用于合成独特的聚乙烯样生物基塑料家族。目前，ω-羟基脂肪酸主要通过需要昂贵的催化剂和苛刻条件的化学手段生产。因此，生产ω-羟基脂肪酸的生物技术手段是优选的。

存在本领域已知的几种生产ω-羟基脂肪酸和/或其酯的生物技术手段。例如，能够从用作底物的羧酸生产ω-官能化羧酸的基因修饰的细胞先前已经至少描述于WO2009077461和EP2322598中。WO2011008232中描述了使用假丝酵母属细胞的非常相似的程序，其中β-氧化途径在细胞中被阻断，并且由用作底物的脂肪酸形成ω-官能化羧酸。这些方法具有使用脂肪酸作为起始材料的缺点。这是因为，使用的脂肪酸及其衍生物主要仅仅从植物和动物油或脂肪获得。作为原料的动物脂肪仍然很少被客户接受，并且含有短和中等长度脂肪酸的植物油难以获得或仅在热带地区生产(破坏雨林的结果)。此外，特定的植物和动物油或脂肪原料具有特定、但限定的脂肪酸分布（ fatty acid profiles），导致偶联生产(coupled production)。

WO2013024114公开了从简单的碳源(诸如葡萄糖、蔗糖、阿拉伯糖、木糖、乳糖、果糖、麦芽糖、糖蜜、淀粉、纤维素和半纤维素，还有甘油或非常简单的有机分子诸如CO₂、CO或合成气)生产ω-官能化羧酸和/或其酯(包括ω-羟基脂肪酸)的方法。这些简单的糖，特别是葡萄糖的获得通常更昂贵。从简单的碳源生产ω-羟基脂肪酸和/或其酯的方法也可以被认为是复杂的，因为该方法中使用的细胞必须首先进行基因修饰以增加从这些简单碳源生产羧酸。这因此增加了生产成本。

发现阴沟假丝酵母（Candida cloacae）和热带假丝酵母（Candida tropicalis）能够以烷烃作为唯一的碳源生长。例如，热带假丝酵母能够氧化中等至长链烷烃，以合成二羧酸。然后已知合成的二羧酸通过β-氧化途径降解。在具有阻断或抑制的β-氧化途径的热带假丝酵母中，二羧酸总是为主要产物，并且以低选择性生产非常少量的ω-羟基脂肪酸。

因此，本领域中需要环境友好的、从除了脂肪酸和/或简单碳之外的碳源生产ω-羟基脂肪酸的简单和可持续的方法。

发明描述

本发明提供了氧化至少一种烷烃的方法，其中所述方法是可在乙酸和/或乙酸盐存在下进行的生物催化方法。特别地，乙酸和/或乙酸盐可用作氧化烷烃以生产至少一种ω-羟基脂肪酸的共底物。在从烷烃生产ω-羟基脂肪酸的方法中使用这些基因修饰的细胞，可以给这些化合物的生产增加灵活性（这是通过使容易获得的替代石油化学原料能够用于其生产）。另外，使用全细胞生物催化剂（它们能够在其内部整合将烷烃转化为ω-羟基脂肪酸的完整手段），使得转化过程更简单，因为仅仅少量的过程步骤参与转化。还可以消除ω-羟基脂肪酸生产对通常使用的昂贵碳底物诸如脂肪酸的依赖。

本发明提供了从至少一种碳底物生产至少一种ω-羟基脂肪酸的方法，其中所述方法包括：

(a)在含水培养基中使所述碳底物与至少一种酵母细胞接触，其中所述酵母细胞能够将所述碳底物氧化为相应的ω-羟基脂肪酸和/或二羧酸；并且所述酵母细胞包含降低的脂肪酸降解能力，其中所述含水培养基包含至少一种C₁至C₄ 有机化合物。

特别地，降低的脂肪酸降解能力可以是以下的结果：