[发明专利]醇及其衍生物的生物技术生产

说明书

本发明涉及醇及其衍生物的生物技术生产。具体地，本发明涉及具有降低的脂肪酸降解能力并表达重组烷烃氧化酶的微生物，及氧化烷基的方法，包括将所述烷基与包含本发明细胞的水溶液接触。

本申请是申请日为2012年12月14日的中国专利申请201280063376.6“醇及其衍生物的生物技术生产”的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有降低的脂肪酸降解能力并且表达重组烷烃氧化酶的微生物；氧化烷基的方法，包括将烷基与包含本发明的细胞的水溶液接触。

背景技术

基于可再生资源例如生物质的散装化学品和精细化学品的工业生产具有一系列缺点。其中之一是需要从大体积的含水培养基中提取所关注的产品，方法必需不仅将产品浓缩用于进一步的下游加工而且限制其在通常包含活细胞的含水培养基中的浓度。这样的细胞是极为有效但却易损的催化剂，其不能被用于严酷的条件，例如高温、极端的pH值、存在有害的溶剂、产品等的条件下，或存在这样的机会，即这些细胞可能溶解而导致其催化活性丧失以及释放出可能污染所需的产品或甚至使所述产品降解的细胞碎片、代谢物和大分子。

为了提取所关注的产品，通常将含水培养基与相当小体积的与水不混溶的有机溶剂接触。结果，自含水培养基释放具有足够高的疏水程度的产品，且所述产品在与水不混溶的溶剂中累积。随后可以对产品进行与所述与水不混溶的溶剂相容的进一步的合成步骤，或可以将所述产品纯化，例如通过蒸馏或结晶的方式。

化合物是否可以使用与水不混溶的有机溶剂自含水相提取取决于其物理化学性质。尽管富含未取代的碳链或完全由未取代的碳链组成的化合物倾向于进入溶剂，但预期具有包含杂原子或甚至电荷的官能团的化合物将主要在含水相中。

在已达到平衡状态的液体两相系统中，化合物的相对分布可以使用Nernst分布定律描述：

其中c₁和c₂分别为化合物在第一相和第二相中的摩尔平衡浓度，且常数k为依赖温度的分布系数。在两相系统包含含水相和包含辛醇的相的情况中，化合物的分布性质还可以使用K_ow或P值描述：

。

这些等式描述化合物在给定的液体两相系统中的分布，然而，它们仅适用于已达到分布平衡时。如果将纯水和纯的与水不混溶的有机溶剂例如水和己烷混合，将几乎立即出现两个不同的相。然而，如果将包含活细胞的液体培养基和与水不混溶的溶剂接触，情况则截然不同。由于大量的可能发生的分子相互作用，与水不混溶的溶剂的分离可能会花费若干小时或若干天；同时，细胞与可能有毒性的溶剂接触。因此，如果要设计用于化学品的生物技术生产的有效方法，则达到两相状态花费的时间为应该被优化的参数。

取代的烷烃，例如醇、醛、酮、羧酸和胺代表一类传统上通过由化石碳源制成的化合物的转化而制备的工业上所需的化合物。在不可再生的化石燃料的供应越来越受到限制的年代，对于用于由可再生资源(即容易地且就地理学时间尺度而言迅速地可再生的物质)开始生产烷烃及其衍生物的生物技术方法存在相当大的关注。