[发明专利]用于采用罗旺醋杆菌产生3-羟基丙酰胺的方法

说明书

本发明描述了用于产生聚合的3‑羟基丙酰胺(3HP酰胺)的方法，所述方法包括：在含有磷酸根和铵的生长培养基中培养罗旺醋杆菌细菌，其中所述细菌的培养产生聚合3HP酰胺。然后可以将聚合3HP酰胺水解为3HP酰胺或转化为其他目标化合物。

发明领域

本发明涉及用于通过在特定生长条件下培养醋杆菌属(Acetobacter)微生物产生聚合的3-羟基丙酰胺(3HP酰胺)的方法。聚合3HP酰胺可以转化为3HP酰胺。生物体经由大气二氧化碳和氮的同化产生该平台分子。可以以商业量容易地产生3HP酰胺。如果需要，3HP酰胺可以转化为一系列其他商业上有用的产物如丙烯酰胺和丙烯腈。

发明背景

已经证明多种微生物产生3-羟基丙酸(3HP)(Andreeken,B.和Steinbuchel,A.,Applied and Environmental Microbiology(2010),76,4919-4925)。3HP以及其他相关羟基化羧酸和聚链烷酸酯/盐的合成通常在生长限制培养条件下发生(Brigham C.J.等人，S3Microbiol and Biochemical Technology(2011))。羟基羧酸及其聚合形式(并且特别是3HP)的生产具有商业意义。3HP(CAS No.503-66-2)可以在脱水后转化为丙烯酸(CASNo.79-10-7)，并且因此是有用的平台分子。

使用微生物合成商业上有用的酰胺的先前报道通常涉及采用腈水解酶/腈水合酶体系通过诸如红球菌属(Rhodococcus)或假单胞菌属(Pseudomonas)的细菌水解腈。这样的细菌体系用于在工业过程(三菱(Mitsubishi)过程)中由丙烯腈合成丙烯酰胺的良好效果。然而，先前并未报道通过微生物从头合成丙烯酰胺、丙烯腈或前体分子3HP酰胺。

已经报道了两种合成丙烯腈的绿色路线，即由甘油合成(V.Calvino-Casilda等人,Green Chemistry(2009),11,939-941)和由谷氨酸合成(J.Le Notre等人,GreenChemistry(2011),13,807-809)。由甘油合成需要化学胺化，并且当其表示绿色化学时，其不是分子或前体的从头合成。来自生物燃料操作的甘油的可用性可能是有限的，并且体现出在关于“用于燃料的食物”的争论中的问题。同样，由通过糖过程的副产物如酒糟(来自甜菜)的发酵产生的谷氨酸合成可能表现出比石油化学当量更大的碳足迹并且是没有优势的。

WO 2013/011292和WO 2015/118341描述了能够产生长链脂族羧酸和3-羟基丙酸的酯的微生物。这些文献涉及被称为罗旺醋杆菌(Acetobacter lovaniensis)FJ1的特定菌株，其具有登录号NCIMB 41808(按照布达佩斯条约的规定在2011年1月12日保藏在NCIMBLtd.(Ferguson Building,Craibstone Estate,Bucksburn,Aberdeen,AB21 9YA))。

发明内容

已经出人意料地发现，在WO 2013/011292和WO 2015/118341中描述的罗旺醋杆菌菌株可以产生聚合3HP酰胺。先前不知道该微生物可以产生该产物。这表示3HP酰胺(为聚合3HP酰胺的形式)的从头合成。另外，该微生物可以以商业上可行的收率产生3HP酰胺(为聚合3HP酰胺的形式)。其然后可以转化为丙烯酰胺和丙烯腈。

本发明涉及用于使用在WO 2013/011292中描述的微生物产生聚合3HP酰胺的方法。WO 2013/011292的公开内容以其整体并入本文。已经证明该微生物在使用含有磷酸根和铵的培养基生长时具有产生聚合3HP酰胺的能力。

在第一方面，本发明提供一种用于产生聚合3HP酰胺的方法，所述方法包括：在含有磷酸根和铵的生长培养基中培养罗旺醋杆菌细菌，其中所述细菌的培养产生聚合3HP酰胺。