[发明专利]通过使用AlkB烷烃1-单加氧酶氧化烷烃的方法

说明书

本发明涉及氧化烷烃的方法，其包括使烷烃与AlkB型氧化还原酶接触，和使用AlkB型氧化还原酶制备烷烃的氧化产物的混合物，其中氧化产物中羧酸与醇的比例优选大于1:1。

本发明涉及氧化烷烃的方法，其包括使烷烃与AlkB型氧化还原酶接触，和使用AlkB型氧化还原酶制备烷烃的氧化产物的混合物，其中氧化产物中羧酸与醇的比例优选大于1:1。

烷烃是化学工业中最重要的基础材料。化石原材料通常是获得它们的起点，然而，同时，从可再生原材料获得烷烃的方法也是已知的。尽管烷烃对于公众是已知的，尤其是由于它们作为能源的有用性，例如，以气体形式的短链烷烃或液体的更长链烷烃，但它们在工业中尤其是在它们作为用于多种合成的反应物或溶剂的作用中是不可或缺的，所述合成产生日常生活中重要的产品，诸如塑料制品或药物制品。

使用烷烃用于此类目的的一个基本条件是氧化引入含杂原子的官能到烷烃碳链中，例如羟基、酮和羧基官能，这是由于烷烃本身由于它们的化学饱和性而可以表征为相对惰性的。然而，这必须不能导致烷烃向二氧化碳的完全氧化，除了当使用烷烃作为燃料之外，而是含杂原子的官能必须被选择性地且以可控的方式引入。

已知用于合成制备取代有含杂原子的官能的烷烃的许多反应，例如在UV光的影响下烷烃的卤化，其产物可以用作合成许多化合物的反应物。例如，醇可以通过卤素取代烷烃的亲核取代来获得。然而，此类反应常常需要使用有毒的和/或环境有害的物质，例如氯气，其由于它的工业价格低而常常用于卤化。

一系列用于将含杂原子尤其是含氧的官能引入烷烃的生物技术方法也是已知的。例如，通过嗜石油节杆菌（Arthrobacter petroleophagus）和其他野生型菌株转化丙烷为丙酮描述于Exxon的专利(EP 98137)中。Grant等 (2011)使用重组大肠杆菌细胞来氧化长链烷烃。

针对这一背景，本发明的目标是开发氧化烷烃的生物技术方法，其适合用于选择性氧化烷烃的末端碳原子，直至氧化为羧酸。

此外，本发明的目标是开发这样的方法，其适合于制备在末端碳原子处选择性氧化的烷烃的多种产物，其中可以改变产物的量和比例。

此外，本发明的目标是提供氧化还原酶系统，其能够催化末端碳原子的氧化至选自醇、醛和羧酸的所有氧化水平，其中仅单一的催化活性多肽与底物烷烃或其中间产物接触。

此外，本发明的目标是提供独立于脂肪酸代谢且通过单独的氧化系统的过表达而表征的系统，其用于烷烃的选择性末端氧化。

本发明的进一步的目标是提供用于氧化烷烃，优选气态烷烃的方法，其适合于主要地或以改进的产率氧化烷烃为羧酸，而非仅仅主要氧化为醇。

这些和其他目的通过本发明的主题和尤其还通过所附的独立权利要求的主题来实现，其中从属权利要求中产生具体实施方案。

在第一方面，本发明的目标通过氧化烷烃的方法来实现，所述方法包括使烷烃与AlkB型氧化还原酶在氧存在的情况下接触。

在第一方面的第一个实施方案中，所述烷烃是具有1-5个碳原子的烷烃。

在第一方面的第二个实施方案中，其还是第一方面的第一个实施方案的一个实施方案，所述烷烃是具有1-4个碳原子的烷烃，优选丁烷。

在第一方面的第三个实施方案中，其还是第一方面的第一个和第二个实施方案的一个实施方案，所述烷烃是支化的烷烃，优选具有4个或5个碳原子的烷烃，更优选异丁烷。

在第一方面的第四个实施方案中，其是第一方面的第一个至第三个实施方案的一个实施方案，所述AlkB型氧化还原酶是来自恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida）GPO1的AlkB或其变体。