[发明专利]重组纤维素糖化酶混合物和重组酵母复合菌株及其用途

说明书

本发明涉及：与野生型相比在酵母中蛋白质分泌能力增加的表达盒、包含表达盒的表达载体、将表达载体导入宿主细胞而形成的转化子及包含两种以上转化子的复合菌株，其中，表达盒包含对翻译融合配偶体(Translational fusion partner,TFP)进行编码的多核苷酸和对选自TrXynII、TrBxl、TrEGL2、PaCEL1、PaCel2、TeCBH1、NfCBH1、HgCBH1、CtCBH1、ClCBH2和CfCex1的蛋白质进行编码的多核苷酸。并且，涉及包括培养转化子的步骤的半纤维素酶、内切葡聚糖酶或外切葡聚糖酶的生产方法及生物乙醇的生产方法。进一步，涉及包含β‑葡萄糖苷酶、通过上述方法生产的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶的纤维素酶混合物及利用混合物对生物质糖化的方法。此外，涉及通过使用单一或复合使用两个以上生产纤维素酶的菌株，来从纤维素生物质生产生物能源或有用生化物质的方法。

技术领域

本发明涉及：与野生型蛋白质相比在酵母中分泌能力增加的蛋白质表达用表达盒、包含该表达盒的表达载体、将上述表达载体导入到宿主细胞中而形成的转化子及包含两种以上的上述转化子的复合菌株，其中，上述表达盒包含对翻译融合配偶体(Translational fusion partner,TFP)进行编码的多核苷酸和对选自TrXynII、TrBxl、TrEGL2、PaCEL1、PaCel2、TeCBH1、NfCBH1、HgCBH1、CtCBH1、ClCBH2和CfCex1的蛋白质进行编码的多核苷酸。并且，本发明涉及一种包括用于培养上述转化子的步骤的半纤维素酶、内切葡聚糖酶或外切葡聚糖酶的生产方法及生物乙醇的生产方法。进一步，本发明涉及一种包含β-葡萄糖苷酶、通过上述方法生产出的内切葡聚糖酶和外切葡聚糖酶的重组纤维素酶混合物及利用上述混合物对生物质进行糖化的方法。此外，本发明涉及一种通过使用单一的用于制备上述纤维素酶的菌株或复合使用两种以上的用于生产上述纤维素酶的菌株并将糖化及发酵这两个工程简化为单一步骤，来以廉价的费用从纤维素生物质中生产出生物能源或有用生化物质的方法。

背景技术

全世界上，因原油枯竭及地球暖化问题而正在进行着从廉价且可再生的生物质中容易地获取生物能源的努力。纤维素生物质为地球上最为丰富的有机物，其为能够生产以现有石油为基础生产出的各种能源和原料平台化合物的可再生原料(Hoffert等,2002,Science,298,981)。目前，利用这种纤维素生物质来获取生物能源(特别是生物乙醇)的过程在技术方面上是可行的，但属于高价工程，具有与目前的原油价格相比缺乏经济性的问题(Zaldivar等,2001,Appl.Microbiol.Biotechnol.,56,17)。

为了从纤维素生物质中获取生物乙醇，对生物质进行分解并将分解后的糖(sugar)进行发酵来获取生物乙醇，但由于存在于自然界中的微生物无法同时高效进行生物质的分解和发酵，因此现有技术将生物质的分解及发酵分成两个步骤来进行，从而是无效率的(Lynd等2002,Microbiol.Mol.Biol.Rev.66,506)。特别是，纤维素生物质为非常坚固的结构，其自然分解过程非常缓慢，因此为了人工加快分解速度而必须进行高费用的前处理过程和高价的纤维素分解酶处理过程(Lynd等,1999,Biotechnol.Prog.15,777,Himmel等,2007,Science,315,804)。

因此，为了确保利用纤维素生物质的生物能源及平台化合物生产的经济性，需要能够将纤维素生物质有效分解的纤维素分解酶(纤维素酶)的低价生产技术，特别是要求开发出能够将这种酶生产重组菌株直接应用到生物能源生产技术中的联合生物加工(Consolidated bioprocessing)技术(Hahn-Hagerdal等,2006,Trends Biotechnol.,24,549,Lynd等,2008,Nat.Biotechnol.,26,169)。