[发明专利]来源于生物质聚合物的脂肪酸脂产物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2009年5月1号提交的第61/174,960号美国临时申请的权益，其作为整体通过引用并入本文。

技术领域

本文公开的内容涉及由纤维素类生物质产生脂肪酸酯和其他脂肪酸衍生物的方法和组合物。

背景技术

脂肪酸合成对于许多药学上和工业上的重要化合物的生产十分关键，包括ω-3脂肪酸(EPA和DHA)、油类、生物柴油、脂肪醇和蜡。生物柴油是优于汽油、乙醇和“较高级”链醇(包括丁醇)的燃料，由于其无毒、不溶于水、能量密集并且不会产生石油衍生的柴油的主要污染物(SO_x、NO_x、重金属和芳香族化合物)，因而已被大量生产。但是，与种植植物油作物、提取油类和对其进行改进以用作燃料相关的环境和经济成本巨大(Hill等，2006)。因此，对由微生物生产油类的兴趣浓厚，大量研究集中于积累大量脂类的那些微生物。目前，由这些有机体产生油类需要使用昂贵的提取方法，仍然需要由能够产生脂类但是无需使用昂贵的提取方法的微生物生产油类。

尽管大肠杆菌(E.coli)没有积累脂质的固有能力(与脂质积累微生物例如产油酵母、藻类相比而言)，已知其能够分泌低水平的脂肪酸，这种特性消除了通常与由脂质积累作物或者微生物产生乙醇、丁醇、较高级链醇和生物柴油相关的产物提取成本(Hall和Rat ledge 1977；Brown 1969；Knights等，1970；Jiang和Cronan 1994)。利用大肠杆菌产生这些分子比生产基于脂肪酸之生物燃料的传统方法具有优势，所述传统方法依赖于生物催化的严格条件并且产生无用的副产物(例如甘油)。但是，由于产物具有毒性并且效价低，前面阐述的大肠杆菌生产生物燃料的能力达不到工业相关所需的生产水平(Atsumi等，2008；Fischer et al.2008)。

已经显示大肠杆菌能够通过利用内源产生的乙醇使外源加入的脂肪酸酯化，从而产生脂肪酸乙酯(FAEE)(Kalscheuer等，2006)。然而由于脂肪酸的高成本，该方法将是经济上不可行的。而且，其他小组已经证实，通过外源性添加乙醇到生长培养基而改善天然E.coli脂肪酸生物合成和β-氧化途径，会产生FAEE(WO 2007/136762，WO 2008/119082，WO2009/009391)。然而，需要在不添加外源性底物的情况下使能够制备生物柴油等效物的E.coli细胞保持工程化。

尽管由糖类生产第二代生物燃料(例如FAEE)比由糖类生产乙醇具有优势，从大量可获得的生物质储备物中获得这种糖类提供甚至更大的进步。不幸地是，从纤维素类生物质中获得糖类需要使用昂贵的酶，以从预处理的纤维素和半纤维素中释放糖类。

因此，进一步需要合并的生物加工过程，其中细胞由投入的纤维素类生物质制备生物柴油等效物和其他脂肪酸衍生的化化学物质，而无需加入外源底物或者酶。

发明概述

本文中描述的是合并的生物加工方法和宿主细胞。所述宿主细胞能够制备生物柴油等效物和其他脂肪酸衍生物。在特定的实施方案中，宿主细胞能够使植物生物质降解，并利用其作为唯一碳源，制备生物柴油等效物和其他脂肪酸衍生物。

因此，一个方面包括一种由碳源制备脂肪酸乙酯的方法，包括提供宿主细胞，其中所述宿主细胞含有编码硫酯酶、脂酰-coA合成酶、酰基转移酶、醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶的一种或多种重组核酸，在培养基中培养所述宿主细胞以形成培养物，使得一种或多种重组核酸在细胞中表达，其中所述培养基含有宿主细胞的碳源，以及从培养物中提取脂肪酸乙酯。