[发明专利]从气态底物发酵生产2-苯乙醇

说明书

本文公开了用于通过对包括一氧化碳和/或二氧化碳的底物进行微生物发酵来生产2‑苯乙醇的方法，并且进一步公开了用于在此类方法中使用的经基因修饰的微生物。另外，本文所公开的过程是减轻了对天然和石化过程的依赖性的改进的2‑PE生产方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月18日提交的美国临时专利申请第62/991,428号的权益，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

政府权利

本发明是根据美国能源部授予的合作协议DE-EE0007728在政府支持下进行的。

技术领域

本申请涉及用于通过对包括二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和/或氢气(H₂)的底物进行微生物发酵来生产2-苯乙醇的方法以及用于在此类方法中使用的经基因修饰的微生物。

背景技术

缓解迫切的气候变化需要大幅减少温室气体(GHG)的排放，所述GHG如通过煤和石油等化石燃料的燃烧生成的那些。虽然化学品和运输燃料的可持续来源目前不足以显著取代对化石碳的依赖性，但是气体发酵最近已成为用于将如CO₂、CO和/或H₂等气体生物固定成可持续燃料和化学品的替代性平台。具体地，气体发酵技术可以利用包含气化的有机物(例如，市政固体废物或农业废物)或工业废气(例如，来自钢厂或炼油厂)在内的广泛范围的原料来产生乙醇、喷气燃料和各种其它产品。仅靠气体发酵就可以取代30％的原油使用量并使全球CO₂排放量减少10％，但是，与任何破坏性技术一样，在充分发挥这一潜力之前，必须克服许多技术挑战。

2-苯乙醇(2-PE)是商用化学品，以其“似玫瑰的”芳香在食品、香精和香料行业中具有6010mt/yr的市场并且在化工行业中作为酯中间体并且理论上讲在苯乙烯生产中具有900mt/yr的市场。当前，2-PE是从天然来源取得的以应用于食品、香精和香料行业中，或者其通过化学手段合成以用于其它应用。因此，需要减轻对天然和石化过程的依赖性的改进的2-PE生产方法。

发明内容

在一方面，本公开提供了一种能够产生2-苯乙醇的微生物，其中所述微生物包括将苯丙酮酸盐转化为苯乙醛的异源酶和将苯乙醛转化为2-苯乙醇的异源酶。

在一些实施例中，所述将苯丙酮酸盐转化为苯乙醛的异源酶为脱羧酶，并且所述将苯乙醛转化为2-苯乙醇的异源酶为苯乙醛还原酶。具体地，所述脱羧酶可以为苯丙酮酸盐特异性脱羧酶。

在一些实施例中，所述微生物为C1固定型微生物、伍德-隆达尔微生物(Wood-Ljungdahl microorganism)和/或细菌。在一些实施例中，所述微生物是以下属的成员：醋酸杆菌属(Acetobacterium)、碱杆菌属(Alkalibaculum)、布劳特氏菌属(Blautia)、丁酸杆菌属(Butyribacterium)、梭菌属(Clostridium)、真杆菌属(Eubacterium)、穆尔氏菌属(Moorella)、产醋杆菌属(Oxobacter)、鼠孢菌属(Sporomusa)或嗜热厌氧杆菌属(Thermoanaerobacter)。

在一些实施例中，所述微生物天然地能够产生苯丙酮酸盐。在一些实施例中，所述微生物包括将CO、CO₂和/或H₂转化为乙酰辅酶A的伍德-隆达尔途径。