将二氧化碳经甲酸中间体转化为脂肪族羧酸的微生物的制作方法

将二氧化碳经甲酸中间体转化为脂肪族羧酸的微生物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种微生物，所述微生物包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。还描述了用于产生油的各种方法、以及本发明的其它方面。
【专利说明】将二氧化碳经甲酸中间体转化为脂肪族羧酸的微生物
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够将二氧化碳转化为甲酸、然后将甲酸转化为较长链长度的脂肪族羧酸的微生物。在微生物中的特定酶系统负责这些反应。本发明的进一步的方面涉及产生甲酸与脂肪族羧酸的方法、以及脂肪族羧酸本身。
【背景技术】
[0002]近年来，对化石燃料的消耗和温室气体的产生的关注越来越多。降低地球对化石燃料的依赖的一种途径是由可再生能源发展的生物燃料。生物燃料如生物柴油和生物乙醇被认为是更清洁、更环保的化石燃料替代品。
[0003]尽管生物燃料可以帮助降低温室气体排放，它们并非没有问题。有争议的方面是“食物用于燃料”问题，其中对能源作物的需求已经被认为推高了粮食商品的价格。另一个严重的缺点是对生态敏感的生态系统如热带雨林(在那里，能源作物如大豆和棕榈的种植已经造成了大规模的破坏)造成损害。
[0004]生物燃料行业正在转向第二代和第三代生物燃料以缓解这些问题。借助微生物(I)的燃料生产和废料底物(2)的使用是重要的研究领域。
[0005]二氧化碳向燃料分子的转化是已知的。二氧化碳可以通过化学方法(3)、通过电化学方法(4)、和直接地(5)或间接地(6)通过微生物转化。产物如甲酸、甲酸盐、甲醇、甲醛、乙烯、甲烷和草酸 已经被人们注意到。然而，这些微生物不能将二氧化碳经由甲酸转化为较长链的能量来源如脂肪族羧酸。
[0006]在US2012003705中，描述了二氧化碳向生物质的转化(7)以及之后生物质向一系列商业可用的分子的进一步加工。然而，这不是经由将二氧化碳固定为甲酸然后将甲酸转化为脂肪族羧酸的步骤完成的。
[0007]使用二氧化碳作为碳底物以产生燃料分子的之前的尝试具有局限。二氧化碳及其水性离子碳酸氢盐和碳酸盐是本质上稳定的并且形成过程的吉布斯自由能是含碳分子中电负性最强的。为了将二氧化碳转化为燃料分子，需要大输入量的能量(热)、极端的条件(压力)和高反应性的化学物质(催化剂)。产量通常很低反应速率通常很慢。直接利用二氧化碳的化学方法一般被认为不是经济上可行的。同样地，由于生长和下游加工的成本限制，借助化能无机营养型细菌的初期生产没有广泛实行。
[0008]电催化取得了有限的成功。结果受二氧化碳在水(0.033M)中的低溶解度和具有强负电势(E0=-0.61V)的反应的能量需求的限制。电催化还是一种需要用于电极表面的高质量金属的高成本技术。根据费-托(Fischer Tropsch)型反应(8)描述了较长链产物的产生，但是同样地，链的长度是受限制的。在受辐照的半导体表面上的光致还原产生一氧化碳、甲酸盐、甲醇、甲烷、甲醛、草酸和乙二醛。同样地，这是具有低产量的高成本技术。
[0009]尽管已知酶如细菌的甲酸脱氢酶(formate dehydrogenase)将二氧化碳还原为甲酸盐(9)，因为需要NADPH驱动反应并且NADP的还原电势比二氧化碳的还原电势正性更强，正向反应(甲酸盐氧化为二氧化碳)一般是有利的。这种反应还需要电子供体和受体分子。来自Syntrophotobacterium fumioxidans (10)的包含鹤的酶能够进行这种反应，但是对于电催化系统来说需要吸至电极表面上以有效地发挥功能。进一步来说，不产生较长的燃料分子。
[0010]与现有技术相比，本发明是一种改进，其中二氧化碳可以被转化为初始平台分子(甲酸)并然后以不需要发酵或者生物质的生成和加工的快速形式被组装为较长的链。这对已知方法做出改进，如US2012/0003705(11)，其需要生物质的生成和电子供体和受体的循环，以及 US2010/03170741A1(12)、US2012/0003706A1(13)、US2012 / 003707A(14)和US2012/0034664A1 (15)，它们全都需要发酵过程。

【发明内容】

[0011]本申请的发明人已经分离了一种新型微生物，其能够固定二氧化碳并将其转化为脂肪族羧酸能量来源。因此，一般来说，本发明涉及这种包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统的微生物。所述微生物还包含能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。这意味着，可以产生的羧酸在化合物中具有总计五个以上碳原子。此外，第二酶系统还能够产生具有两个、三个、四个碳原子的链长度的脂肪族羧酸。这些较短链羧酸能够被转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸。
[0012]由发明人分离的微生物,罗旺醋杆菌(Acetobacter 1vaniensis)适用于在商业基础上的油的生产。这种微生物使用二氧化碳作为其唯一碳源并且产生各种长度的羧酸。所述微生物使用二氧化碳作为其唯一碳源的事实意味着，油产生比需要提供碳氢化合物底物以进行相同任务(16、17、18)的其它微生物更实惠。使用这种微生物将二氧化碳转化为可燃燃料是有商业价值的。进一步来说，因为所述微生物不需要碳氢化合物底物，免去了对能源作物的生产的需要。
[0013]本发明对当前方法做出了改进，其中二氧化碳被转化为液体燃料产物而不需要发酵或者生物质的生产和加工。此外，二氧化碳向燃料分子的转化是非常有吸引力的选择，其中游离的可再生碳源及其捕获对环境具有积极影响。
[0014]与分离的微生物有关的进一步的优点是:
[0015]I)它是非致病性生物并且被分级为I类；
[0016]2)它不需要特别的生长条件或如海藻所需的大生长空间；
[0017]3)它具有稳健的氢化酶系统；
[0018]4)油在细胞外合成并因此容易收获并且适应商业制造过程；
[0019]5)产生的油主要由长链羧酸组成。能够通过燃烧将这种油直接用作能量来源，或者在许多行业中用作原材料，如生物柴油、去污剂和各种油类化学品的生产中；
[0020]6)酶系统将会在被描述为新型制造途径的油水乳液中发挥功能，在所述新型制造途径中，在乳液中的油发挥作为用于链构建的引物的作用并且增加二氧化碳在反应介质中的溶解度；以及
[0021]7)酶系统在不需要产生和加工生物质的情况下运行。
[0022]本发明的其它方面涉及产生甲酸和脂肪族羧酸能量来源的方法、以及能量来源本身。
[0023]本发明的这些和进一步的方面将会在下面进行更详细地描述。【具体实施方式】
[0024]在本发明的一个方面，提供了一种微生物，所述微生物包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的
第二酶系统。
[0025]所述微生物可以是任何适合的微生物，只要它能够将二氧化碳转化为甲酸并然后将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸即可。优选地，所述微生物是原核生物。更优选地，所述微生物是细菌。在一种实施方式中，所述微生物是无机营养型的。无机营养型生物是使用无机底物(通常是矿物来源的)经由有氧或无氧呼吸获得用于生物合成(例如，二氧化碳固定)或能量保存的还原当量的生物。所述微生物可以是无机自养型的。无机自养型生物能够使用来自空气的二氧化碳作为碳源。所述微生物可以使用二氧化碳作为唯一碳源。所述微生物可以是化能无机营养型的。化能无机营养型生物使用无机化合物用于有氧或无氧呼吸。由这些化合物的氧化所产生的能量足够用于ATP产生。还需要将来源于无机供体的一些电子引导至生物合成中。在一种实施方式中，所述微生物是化学无机自养型的。
[0026]以上所使用的术语“无机营养型”、“无机自养型”、“化能无机营养型”、“化学无机自养型”对本领域技术人员来说是众所周知的并且具有广泛认可的确切的含义。因此，技术人员将会能够轻易地确定特定的微生物(如细菌)是否落在这些术语中的一个或多个的限定内。进一步来说，技术人员还可以测试任何感兴趣的微生物以确定它们是否被归类在这些类目中的一个或多个中。技术人员还可以测试微生物以了解它是否能够产生具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的油。用于进行此类测试的适合的方法对本领域技术人员来说是众所周知的。
[0027]在一种实施方式中，所述微生物是需氧型的。同样地，确定特定的微生物是否是需氧型微生物完全在本领域技术人员的能力范围之内。在本发明的的上下文中，所述微生物、更具体地是所述微生物的酶系统在有氧条件(即在产生脂肪族羧酸的反应中耐受氧的存在)下产生脂肪族羧酸。
[0028]在所述微生物细菌的情况中，所述微生物可以是包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统的任何适合的细菌。优选地，所述细菌是醋杆菌属(Acetobacter)物种。在一个特定的实施方式中，所述微生物是罗旺醋杆菌(Acetobacter 1vaniensis)。所述微生物可以类似于具有保藏号NCMB41808的醋杆菌属菌株(根据布达佩斯条约的规定，于2011年I月12 日保藏在 NCIMB Ltd.(Ferguson Building, Craibstone Estate, Bucksburn, Aberdeen,AB219YA);在下文中被称为菌株FJ1)。术语“类似于”的意思是功能上等同于FJl的微生物。所述微生物应具有能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统，并且应能够在与FJl相同的条件下生长。进一步来说，所述微生物应包含相同或类似的用于产生具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的酶途径。所述微生物可以具有至少约60%的与FJl的序列同一性。在一些实施方式中，所述微生物可以具有至少约65 %、至少约70 %、至少约75 %或至少约80%的与FJl的序列同一性。优选地，所述微生物应具有至少约85%、至少约90%、至少约93%、至少约95%、至少约97%、至少约98%、或至少约99%的与FJl的序列同一性。用于测定不同微生物之间的序列同一性的方法对本领域技术人员来说是众所周知的。例如，可以使用16S rDNA分析。以下给出了关于FJl的培养的详细信息。因此，确定特定的微生物是否类似于FJl完全在本领域技术人员的能力范围之内。在一种实施方式中，所述微生物是FJl。
[0029]在一个特定的实施方式中，所述微生物可以是重组微生物，即遗传工程微生物。所述微生物可以包含来自另一种微生物的核苷酸序列(例如DNA)。具体而言，所述微生物可以包含编码氢化酶系统的一种或多种异源基因。所述一种或多种异源基因可以可操作地连接至异源启动子或所述微生物的启动子。所述一种或多种异源基因可以是质粒(22)的一部分。所述一种或多种异源基因将会在微生物中表达以产生允许微生物将二氧化碳转化为甲酸的功能性氢化酶系统。用于将核苷酸序列(例如DNA)引入至微生物宿主细胞的适合的方法对本领域技术人员来说是众所周知的(例如,参见Sambrook, J.和Russell, D.《分子克隆:实验室手册》，冷泉港实验室出版社，美国)。
[0030]可替代的，所述微生物可以是自然存在的微生物。这是一种没有遗传改变或修饰的微生物。
[0031 ] 在一种实施方式中，所述微生物可以源自于FJl。术语“来源于”的意思是可以对FJl进行修饰或突变以产生根据本发明的此外的微生物。例如，可以将基因从FJl中插入或去除。来源于FJl的微生物应是功能上等同于FJl的，并且应具有能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统。进一步来说，得到的微生物应能够在与FJl相同的条件下生长。此外，得到的微生物应包含相同或类似的用于产生具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的酶途径。得到的微生物可以以与FJl相同的方式产生脂肪族羧酸。在一些实施方式中，微生物可以通过在人工选择过程中反复进行培养和选择而得到。
[0032]氢化酶系统可以是能够将二氧化碳转化为甲酸的任何适合的酶系统。氢化酶系统催化二氧化碳向甲酸的转化。氢化酶系统使氢气氧化以产生电子而将二氧化碳还原为甲酸，例如利用以下反应:
[0033]C02+H2 — HCOOH
[0034]一般来说，二氧化碳向甲酸的转化的催化作用在溶液中发生，因为二氧化碳是可溶的。在溶液中，二氧化碳可逆地转化为碳酸(H2CO3)。取决于溶液的pH，碳酸通常将会作为碳酸氢盐(HCO3-)或碳酸盐(CO/—)存在。因此，通过本发明的氢化酶系统的二氧化碳向甲酸的转化还包括碳酸氢盐和/或碳酸盐向甲酸的转化。换句话说，本发明中碳酸盐和碳酸氢盐被认为是二氧化碳的多种形式。可以将碳酸氢盐和/或碳酸盐(如碳酸氢钠或碳酸钠)加入至溶液中以增加这些盐的水平。然而，这并不是优选的，因为当产生脂肪族羧酸时盐离子(例如钠离子)可能形成皂。
[0035]如以上所指出的 ，二氧化碳优选为唯一碳源。优选地，直接将二氧化碳从二氧化碳转化为甲酸而不形成任何稳定的中间产物。换句话说，在单一步骤中发生所述反应。碳酸盐和碳酸氢盐被认为是二氧化碳在溶液中的多种形式而不是中间产物。因此，二氧化碳在溶液中溶解为碳酸盐和碳酸氢盐离子并然后变为甲酸被认为是直接转化。另一方面，二氧化碳(或碳酸盐和/或碳酸氢盐离子)转化为甲醇并然后转化为甲酸不被认为是直接转化，因为产生了甲醇中间体。
[0036]在一些实施方式中，用于产生甲酸的初始反应物是水和二氧化碳。在优选的实施方式中，除了二氧化碳和水，不需要其它反应物来产生甲酸。然而，这并非排除在初始反应混合物中存在其它成分的可能性。例如，可以存在氧化剂以加速反应的起始。此类其它成分不是在甲酸的产生中的反应物。
[0037]氢化酶系统不需要电子受体和供体分子以便产生甲酸。例如，对于要进行的反应，不需要分子如NADP和NADPH。事实上，所有用于产生具有五或更多的链长度的脂肪族羧酸的反应都不需要电子受体或供体分子。
[0038]氢化酶系统不使用发酵来产生甲酸。进一步来说，第二酶系统也不使用发酵来产生脂肪族羧酸。发酵是涉及电子受体和/或供体的、有机化合物如碳水化合物经由生物化学过程向其它化合物的转化。
[0039]氢化酶系统不需要生物质来产生甲酸。因此，不需要为了将要产生的脂肪族羧酸而向微生物提供生物质。生物质是来自植物或动物的、能够被转化为能量来源的生物有机材料。
[0040]在本发明中，不需要使用电化学过程如电催化来将二氧化碳转化为甲酸并然后转化为脂肪族羧酸。电化学过程是在溶液中、在电子导体(金属或半导体)和离子的导体(电解质)的界面上发生的化学反应，并且其涉及在溶液中在电极和电解质或物种之间的电子转移。
[0041]氢化酶系统优选是耐氧的。这意味着，氢化酶系统可以耐受相对高水平的氧而不损害酶系统或影响酶系统的活性。优选地，氢化酶系统可以在大于约10%的氧水平发挥功能，更优选地，在大于约15%的氧水平，并且甚至更优选地，在约20%与约21%之间的氧水平，例如存在于大气中的氧水平(约20.95% )。许多氢化酶对氧的存在是敏感的并且事实上当氧存在时停止工作。优选地，氢化酶系统是在细胞外的，即在所述微生物的细胞外。换句话说，氢化酶系统位于细胞膜外。它朝向细胞外。优选地，氢化酶系统完全在细胞外，这样使得它不以任何方式(例如，通过附着至所述微生物的细胞膜)附着至所述微生物。这有益地允许甲酸形成过程在所`述微生物的细胞外发生。氢化酶系统优选在pH3.0与8.5之间、并且更优选在PH3.5与4.5之间是具有功能性的。进一步来说，氢化酶系统优选在5°C与60°C之间、并且更优选在15°C与20°C之间是具有功能性的。
[0042]除了氢化酶之外，氢化酶系统可以包含一种或多种酶，以辅助二氧化碳向甲酸的转化。
[0043]在一种实施方式中，氢化酶系统是FJl的氢化酶系统。在本发明的另一个方面，提供了 FJl的氢化酶系统。
[0044]所述微生物还包含能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。第二酶系统可以是能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的任何适合的酶系统。第二酶系统催化甲酸向具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的转化。可以在例如燃烧中使用脂肪族羧酸以产生能量。
[0045]优选地，第二酶系统是在细胞外的，即在所述微生物的细胞外。换句话说，换句话说，第二酶系统位于细胞膜外。第二酶系统朝向细胞外。这意味着，甲酸向脂肪族羧酸的转化在细胞外发生。这有益地允许脂肪族羧酸一旦由所述微生物产生就被轻易地提取。优选地，第二酶系统完全在细胞外，这样使得它不以任何方式(例如，通过附着至所述微生物的细胞膜)附着至所述微生物。[0046]在一种实施方式中，第二酶系统是FJl的第二酶系统。在本发明的另一个方面，提供了 FJl的第二酶系统。
[0047]如以上所指出的，所述微生物可以是重组微生物。因此，微生物可以包含编码第二酶系统的一种或多种异源基因。所述一种或多种异源基因可以通过操作连接至异源启动子或所述微生物的启动子。所述一种或多种异源基因可以是质粒的一部分。所述一种或多种异源基因将会在微生物中表达以产生允许微生物将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的功能性第二酶系统。
[0048]由所述微生物产生的脂肪族羧酸的确切性质将会部分地取决于酶反应的时间长短。
[0049]由所述微生物产生的脂肪族羧酸可以具有五个以上碳原子的链长度。具有两个、三个、四个碳原子的链长度的脂肪族羧酸也由所述微生物产生。所产生的脂肪族羧酸可以是脂肪酸。脂肪族羧酸可以是短链、中链或长链脂肪族羧酸，或这些脂肪族羧酸的组合。
[0050]在上下文中，脂肪族羧酸中的术语‘脂肪族’的意思是附着至羧酸的-COOH基团的基团包含连接在一起的碳原子链以形成所述基团的主链。这种碳主链可以是支链的或无支链的。优选地，碳主链是无支链的。碳主链可以是饱和的、单不饱和的(即一个碳碳双键)或多不饱和的(即多于一个碳碳双键)。在一种实施方式中，碳主链是单不饱和的。碳主链一般与氢原子(除-COOH基团外)结合。然而，碳主链可以被其它基团如OH基团取代，替换所述氢原子中的一个或多个。优选地，碳主链是未取代的，即除-COOH基团外只有氢原子与碳主链结合。
[0051]所述微生物的由甲酸产生脂肪族羧酸的第二酶系统以分步方式产生脂肪族羧酸。每次向脂肪族羧酸 的碳主链加入一个碳原子。这样产生了一系列具有C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、ClO等的碳主链的羧酸。例如，以甲酸(Cl)起始，第二酶系统可以将一个碳原子加入至甲酸的碳主链中以产生乙酸(C2)。然后，第二酶系统可以将一个碳原子加入至乙酸的碳主链中以产生丙酸(C3)。这种过程可以继续，因此可以相继地产生丁酸(C4)、戊酸(C5)、己酸(C6)、庚酸(C7)、辛酸(C8)、壬酸(C9)、癸酸(ClO)等。因此，第二酶系统能够将甲酸转化为具有两个或更多个碳原子、三个或更多个碳原子、四个或更多个碳原子、五个或更多个碳原子、六个或更多个碳原子、七个或更多个碳原子、八个或更多个碳原子、九个或更多个碳原子、十个或更多个碳原子等的链长度的脂肪族羧酸。第二酶系统可以催化碳原子(例如CH2单元)向脂肪族羧酸的碳链中的加入。
[0052]以此方式，所述微生物的酶系统可以产生一系列不同长度的脂肪族羧酸。例如，所述微生物可以产生具有在约2与约24个碳原子之间、在约3与约24个碳原子之间、在约4与约24个碳原子之间或者在约5与约24个碳原子之间的碳主链长度的一系列脂肪族羧酸。进一步来说，所述微生物能够产生具有在约6与约24个碳原子之间、在约7与约24个碳原子之间、在约8与约24个碳原子之间或者在约9与约24个碳原子之间的碳主链长度的一系列脂肪族 羧酸。此外，所述微生物能够产生具有在约10与约24个碳原子之间、在约11与约24个碳原子之间、 在约12与约24个碳原子之间或者在约13与约24个碳原子之间的碳主链长度的一系列脂肪族羧酸。当培养所述微生物时，如果培养所述微生物较长时间，烃链的长度可能较长，因为酶系统将会在较长时间内具有活性。培养所述微生物的周期决定了平均链长度。在一种实施方式中，以C18计算的脂肪族羧酸含量在约70%与90%之间。更优选地，以C18计算的脂肪族羧酸含量是约80%。
[0053]优选地，由微生物产生的脂肪族羧酸是可燃的。优选地，由微生物产生的脂肪族羧酸以油的形式存在。这使得脂肪族羧酸的分离更容易。所述油可以是半干性油。油是否是半干性的可以根据碘值来评价。标准分析方法是例如EN14111。优选地，所述油的碘值的是85-95mg I / 100go优选地，所述油的碘值的是90_95mg I / 100go脂肪族羧酸可以是单不饱和的。
[0054]由本发明的的微生物产生的脂肪族羧酸的红外扫描可以参见于图1。这显示出样品(油)是由长链羧酸构成的并且是一种脂肪族羧酸。
[0055]脂肪族羧酸一旦被提取便可以具有以下性质中的一种或多种:
【权利要求】
1.微生物，所述微生物包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。
2.根据权利要求1所述的微生物，其中所述微生物是化能无机营养型的。
3.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是无机自养型的。
4.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物使用二氧化碳作为唯一碳源。
5.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述二氧化碳被直接转化为甲酸而不形成任何中间产物。
6.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是细菌。
7.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是需氧型的。
8.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是醋杆菌属(Acetobacter)物种。
9.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是自然存在的微生物。
10.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物类似于或来源于具有保藏号NCMB41808的醋杆菌属菌株。
11.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物是具有保藏号NCIMB41808的醋杆菌属菌株。
12.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述氢化酶系统是耐氧的。
13.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述氢化酶系统是在细胞外的。
14.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述第二酶系统是在细胞外的。
15.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述脂肪族羧酸是单不饱和的。
16.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述第二酶系统能够将甲酸转化为具有八个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸。
17.根据任一项前述权利要求所述的微生物，其中所述微生物包含能够将二氧化碳直接转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统，其中所述微生物是自然存在的使用二氧化碳作为唯一碳源的化学无机自养型需氧细菌，并且其中所述氢化酶系统和所述第二酶系统是在细胞外的。
18.根据任一项前述权利要求所述的微生物的用于产生脂肪族羧酸的用途。
19.用于产生脂肪族羧酸的方法，所述方法包括利用培养基产生脂肪族羧酸，所述培养基包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述培养基包含根据权利要求1至17中任一项所述的微生物。
21.根据权利要求19或权利要求20所述的方法，其中在约3.0与约8.5之间的pH、优选在约6.0与约7.0之间的pH进行产生所述脂肪族羧酸的反应。
22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其中在约5°C与约60°C之间的温度、优选在约15°C与约20°C之间的温度进行产生所述脂肪族羧酸的反应。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的方法，其中二氧化碳是唯一碳源。
24.根据权利要求23所述的方法，其中使二氧化碳起泡通过所述培养基。
25.根据权利要求18至24中任一项所述的方法，其中所述培养基是油水乳液。
26.根据权利要求18至25中任一项所述的方法，其中所述培养基包含二氧化碳捕获剂。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的方法，其中所述培养基包含氧化剂。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤中的一个或多个: 1)分离所述脂肪族羧酸； 2)过滤所述脂肪族羧酸； 3)将所述脂肪族羧酸与不同的燃料、优选油燃料掺混； 4)将所述羧酸化学改性，例如，成酯、醇、酮或醛；以及 5)蒸馏并将某些馏分从所述脂肪族羧酸中分离。
29.培养基，所述培养基包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统。
30.能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统和能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的 脂肪族羧酸的第二酶系统用于产生脂肪族羧酸的用途。
31.通过根据权利要求19至28中任一项所述的方法产生的脂肪族羧酸。
32.由甲酸分子之间的一系列缩合反应产生的脂肪族羧酸。
33.根据权利要求31或权利要求32所述的脂肪族羧酸，其中所述脂肪族羧酸具有在约5个与约24个碳原子之间的链长度。
34.根据权利要求33所述的脂肪族羧酸，其中所述脂肪族羧酸是单不饱和的。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的脂肪族羧酸，其中所述脂肪族羧酸以油的形式存在。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的脂肪族羧酸，所述脂肪族羧酸具有以下性质中的一种或多种:
37.产生微生物的方法，所述方法包括以下步骤:将编码能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统的一个基因或多个基因插入至微生物中，以及将编码能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统的一个基因或多个基因插入至微生物中，其中由所述微生物表达所述一个基因或多个基因。
38.产生微生物的方法，所述方法包括将编码能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统的一个基因或多个基因插入至微生物中的步骤，其中所述微生物包含能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统，并且其中由所述微生物表达所述一个基因或多个基囚。
39.产生微生物的方法，所述方法包括将编码能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的第二酶系统的一个基因或多个基因插入至微生物中的步骤，其中所述微生物包含能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统，并且其中由所述微生物表达所述一个基因或多个基因。
40.能够将二氧化碳转化为甲酸的氢化酶系统。
41.根据权利要求40所述的氢化酶系统，其来自具有保藏号NCIMB41808的醋杆菌属菌株。
42.能够将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的酶系统。
43.根据权利要求42所述的酶系统，其来自具有保藏号NCIMB41808的醋杆菌属菌株。
44.产生脂肪族羧酸的方法，所述方法包括将二氧化碳转化为甲酸并然后将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸，其中在油水乳液中发生所述转化反应。
45.产生具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸的方法，所述方法包括将二氧化碳转化为甲酸以及然后将甲酸转化为具有五个以上碳原子的链长度的脂肪族羧酸，其中使用氧化剂引发二氧化碳向甲酸的转`化。
【文档编号】C12N9/00GK103797109SQ201280044331
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年7月13日 优先权日:2011年7月15日
【发明者】艾琳·芬尼根 申请人:绿色生物制品有限公司