Producción de derivados de ácidos grasos.

Método de producción de un éster graso, comprendiendo el método cultivar una célula huésped bacteriana en presencia de una fuente de carbono,

en el que la célula huésped bacteriana se modifica por ingeniería genética para sobreexpresar un gen heterólogo que codifica para una éster sintasa mejorada, y aislar el éster graso, en el que el gen codifica para un polipéptido que tiene al menos el 90% de identidad de secuencia con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 18 y que tiene una sustitución en el residuo de glicina 395.

Producción de derivados de ácidos grasos Antecedentes de la invención

El petróleo es un recurso natural limitado que se encuentra en la Tierra en formas líquida, gaseosa o sólida. El petróleo está compuesto principalmente por hidrocarburos, que están compuestos principalmente de carbono e hidrógeno. También contiene cantidades significativas de otros elementos, tales como nitrógeno, oxígeno o azufre, en diferentes formas.

El petróleo es un recurso valioso, aunque los productos del petróleo se desarrollan a considerables costes, tanto financieros como medioambientales. En primer lugar, deben descubrirse fuentes de petróleo. La exploración de petróleo es una empresa cara y arriesgada. El coste de exploración de pozos de aguas profundas puede exceder los 1 millones de dólares. Además del coste económico, la exploración de petróleo conlleva un alto coste medioambiental. Por ejemplo, la exploración mar adentro altera los entornos marinos circundantes.

Tras descubrirse un pozo productor, el petróleo debe extraerse de la tierra con gran coste. Incluso en las mejoras circunstancias, sólo puede extraerse el 5% del petróleo en un pozo. La extracción de petróleo también conlleva un coste medioambiental. Por ejemplo, la extracción de petróleo puede dar como resultado grandes fugas de petróleo que emerge a la superficie. La perforación mar adentro implica dragar el lecho marino, lo que altera o destruye el entorno marino circundante.

Tras la extracción el petróleo debe transportarse a lo largo de grandes distancias desde regiones productoras de petróleo hasta regiones consumidoras de petróleo. Además de los costes de transporte, hay también el riesgo medioambiental de derrames de petróleo devastadores.

En su forma natural, el petróleo crudo extraído de la Tierra tiene pocos usos comerciales. Es una mezcla de hidrocarburos (por ejemplo, parafinas (o alcanos), olefinas (o alquenos), alquinos, naftenos (o cicloalcanos), compuestos alifáticos, compuestos aromáticos, etc.) de longitud y complejidad variables. Además, el petróleo crudo contiene otros compuestos orgánicos (por ejemplo, compuestos orgánicos que contienen nitrógeno, oxígeno, azufre, etc.) e impurezas (por ejemplo, azufre, sal, ácido, metales, etc.).

Por tanto, el petróleo crudo debe refinarse y purificarse antes de que pueda usarse comercialmente. Debido a su alta densidad de energía y su fácil transportabilidad, la mayoría del petróleo se refina en combustibles, tales como combustibles de transporte (por ejemplo, gasolina, diésel, combustible de aviación, etc.), gasóleo de calefacción, gas licuado de petróleo, etc.

El petróleo crudo es también una fuente primaria de materiales de partida para producir productos petroquímicos. Las dos clases principales de materiales de partida derivados del petróleo son olefinas de cadena corta (por ejemplo, etileno y propileno) y compuesto aromáticos (por ejemplo, isómeros de xileno y benceno). Estos materiales de partida se derivan de los hidrocarburos de cadena más larga en petróleo crudo sometiendo a craqueo los hidrocarburos de cadena larga con un gasto considerable usando una variedad de métodos, tales como craqueo catalítico, craqueo con vapor o reformación catalítica. Estos materiales de partida se usan para producir productos petroquímicos, que no pueden refinarse directamente del petróleo crudo, tales como monómeros, disolventes, detergentes o adhesivos.

Un ejemplo de un material de partida derivado de petróleo crudo es etileno. Se usa etileno para producir productos petroquímicos, tales como polietileno, etanol, óxido de etileno, etilenglicol, poliéster, glicol éter, etoxilato, acetato de vinilo, 1,2-dicloroetano, tricloroetileno, tetracloroetileno, cloruro de vinilo y poli(cloruro de vinilo). Otro ejemplo de un material de partida derivado de petróleo crudo es propileno. El propileno se usa para producir alcohol isopropílico, acrilonitrilo, polipropileno, óxido de propileno, propilenglicol, glicol éteres, butileno, isobutileno, 1,3-butadieno, elastómeros sintéticos, poliolefinas, alfa-olefinas, alcoholes grasos, ácido acrílico, polímeros acrílicos, cloruro de alilo, epiclorohidrina y resinas epoxídicas.

Los productos petroquímicos pueden usarse para producir productos químicos especializados, tales como plásticos, resinas, fibras, elastómeros, productos farmacéuticos, lubricantes o geles. Ejemplos de productos químicos especializados que pueden producirse a partir de materiales de partida petroquímicos son: ácidos grasos, hidrocarburos (por ejemplo, hidrocarburos de cadena larga, hidrocarburos de cadena ramificada, hidrocarburos saturados, hidrocarburos insaturados, etc.), alcoholes grasos, ásteres, aldehidos grasos, cetonas, lubricantes, etc.

Los productos químicos especializados tienen muchos usos comerciales. Los ácidos grasos se usan comercial mente como tensioactivos. Los tensioactivos pueden encontrarse en detergentes y jabones. Los ácidos grasos también pueden usarse como aditivos en combustibles, aceites lubricantes, pinturas, lacas, velas, aceite para ensaladas, mantequilla, cosméticos y emulsionantes. Además, los ácidos grasos se usan como activadores aceleradores en productos de caucho. Los ácidos grasos también pueden usarse como materia prima para producir ásteres metílicos, amidas, aminas, cloruros de ácido, anhídridos, dímeros de ceteno, y peroxiácidos y ésteres.

Los ásteres tienen muchos usos comerciales. Por ejemplo, el biodiésel, un combustible alternativo, está compuesto de ásteres (por ejemplo, áster metílico de ácidos grasos, ásteres etílicos de ácidos grasos, etc.). Algunos ásteres de bajo peso molecular son volátiles con un olor agradable que los hace útiles como fragancias o agentes saborizantes. Además, se usan ásteres como disolventes para lacas, pinturas y barnices. Además, algunas sustancias que se producen de manera natural, tales como ceras, grasas y aceites están compuestas de ásteres. También se usan ásteres como agentes de ablandamiento en resinas y plásticos, plastificantes, retardadores de la llama y aditivos en gasolina y gasoil. Además, pueden usarse ásteres en la fabricación de polímeros, películas, materiales textiles, colorantes y productos farmacéuticos.

Además, el petróleo crudo es una fuente de lubricantes. Los lubricantes derivados del petróleo están compuestos normalmente de olefinas, particularmente poliolefinas y alfa-olefinas. Los lubricantes o bien pueden refinarse del petróleo crudo o bien fabricarse usando los materiales de partida refinados del petróleo crudo.

La obtención de estos productos químicos especializados a partir de petróleo crudo requiere una inversión financiera significativa así como un gran aporte de energía. También es un proceso ineficaz porque frecuentemente los hidrocarburos de cadena larga en petróleo crudo se someten a craqueo para producir monómeros más pequeños. Estos monómeros se usan entonces como material de partida para fabricar los productos químicos especializados más complejos.

Además de los problemas con la exploración, la extracción, el transporte y el refino del petróleo, el petróleo es un recurso cada vez más escaso y limitado. Una estimación del consumo de petróleo mundial actual es de 3 millones de barriles al año. Según algunas estimaciones, se predice que a los niveles de producción actuales, las reservas de petróleo mundiales podrían agotarse antes del año 25.

Finalmente, la combustión de combustibles a base de petróleo libera gases invernadero (por ejemplo, dióxido de carbono) y otras formas de contaminación del aire (por ejemplo, monóxido de carbono, dióxido de azufre, etc.). A medida que la demanda mundial de combustible aumenta, la emisión de gases invernadero y otras formas de contaminación del aire también aumenta. La acumulación de gases invernadero en la atmósfera puede conducir a un aumento del calentamiento global. Por tanto, además de dañar el medio ambiente localmente (por ejemplo, derrames de petróleo, dragado de entornos marinos, etc.), la combustión del petróleo también daña el medio ambiente globalmente.

Debido a los desafíos inherentes que plantea el petróleo, hay una necesidad de una fuente de petróleo renovable que no necesite explorarse, extraerse, transportarse a lo largo de grandes distancias o refinarse sustancialmente como el petróleo. Hay también una necesidad de una fuente de petróleo renovable que pueda producirse económicamente. Además, hay una necesidad de una fuente de petróleo renovable que no cree el tipo de daño medioambiental producido por la industria del petróleo y la combustión de combustibles a base de petróleo. Por motivos similares, hay también una necesidad de una fuente... [Seguir leyendo]

1. Método de producción de un áster graso, comprendiendo el método cultivar una célula huésped bacteriana en presencia de una fuente de carbono, en el que la célula huésped bacteriana se modifica por ingeniería genética para sobreexpresar un gen heterólogo que codifica para una áster sintasa mejorada, y aislar el

áster graso, en el que el gen codifica para un polipéptido que tiene al menos el 9% de identidad de

secuencia con la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 18 y que tiene una sustitución en el residuo de glicina 395.

2. Método según la reivindicación 1, en el que el gen codifica para el polipéptido que comprende la secuencia de aminoácidos de SEQ ID NO: 18 que tiene dicha sustitución en el residuo de glicina 395.

3. Método según la reivindicación 2, en el que el residuo de glicina 395 se reemplaza por un residuo de

aminoácido básico.

4. Método según la reivindicación 3, en el que el residuo de aminoácido básico es un residuo de lisina o un residuo de arginina.

5. Método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la célula huésped es una célula de

Escherichia o una célula cianobacteriana.