ES2371317B1 - Endoxilanasa termorresistente obtenida por mutagénesis y su aplicación al proceso de obtención de bioetanol. - Google Patents
Endoxilanasa termorresistente obtenida por mutagénesis y su aplicación al proceso de obtención de bioetanol. Download PDFInfo
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- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2405—Glucanases
- C12N9/2434—Glucanases acting on beta-1,4-glucosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
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- C12N15/52—Genes encoding for enzymes or proenzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2477—Hemicellulases not provided in a preceding group
- C12N9/248—Xylanases
-
- C12N9/42—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
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Abstract
Endoxilanasa termorresistente obtenida por mutagénesis y su aplicación al proceso de obtención de bioetanal.#La presente invención describe una secuencia peptídica a la se han sustituido una serie de aminoácidos por mutagénesis dirigida a partir de la secuencia codificante de endoxilanasa de Aspergíllus nidulans para obtener una endoxilanasa que presenta una mayor estabilidad térmica. Además, la presente invención se refiere al uso de esta endoxilanasa para la obtención de xilano a partir de materia vegetal y al posterior uso de este xilano en procesos de obtención de bioetanol.
Description
Endoxilanasa termorresistente obtenida por mutagénesis y su aplicación al proceso de obtención de bioetanol.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una endoxilanasa modificada obtenida por mutagénesis dirigida a partir de la secuencia que codifica para la endoxilanasa de Aspergillus nidulans y al uso de esta endoxilanasa modificada para obtener xilano que posteriormente se emplea en procedimientos de obtención de bioetanol. Por tanto, la presente invención se engloba en el campo de la biotecnología y más particularmente a la biotecnología industrial.
Estado de la técnica anterior
Actualmente, el bioetanol es el biocombustible con mayor producción mundial, del que se elaboraron más de
40.000 millones de litros durante el año 2004 en todo el mundo. Para su fabricación se pueden utilizar una gran cantidad de materias primas, principalmente caña de azúcar, almidón de maíz, remolacha, cereal o residuos forestales, incluso se está estudiando la posibilidad de cultivar árboles, con alto contenido de celulosa, como pueden ser el chopo
o el sauce, con el único fin de producir etanol.
Otra alternativa a las cosechas dedicadas a fines energéticos, es el uso de residuos de procesos agrícolas, forestales o industriales, con alto contenido en biomasa. Estos residuos pueden ir desde la paja de cereal a las “limpias” forestales, pasando por los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) o las cáscaras de cereal o de arroz. Los residuos tienen la ventaja de su bajo coste, ya que son la parte no necesaria de otros productos o procesos, salvo cuando son utilizados en la alimentación del ganado. Los RSU tienen un alto contenido en materia orgánica, como papel o madera, que los hace una potencial fuente de materia prima, aunque debido a su diversa procedencia pueden contener otros materiales cuyo preproceso de separación incremente mucho el precio de la obtención del bioalcohol.
El proceso de degradación de los residuos vegetales se lleva a cabo mediante el empleo de reactores enzimáticos industriales que se alimentan con dichos residuos. La degradación se realiza mediante el uso de complejos enzimáticos comerciales que son una mezcla heterogénea de distintas actividades enzimáticas (fundamentalmente celulasas y hemicelulasas) capaces de degradar la malla de la pared celular vegetal. En estos reactores es posible degradar la pared celular vegetal a sus monosacáridos constituyentes. Tras esta degradación, el medio de reacción se transfiere a un termentador y se usa como fuente de carbono para el crecimiento de un microorganismo, en casi todos los casos descritos una cepa de la levadura Saccharomyces cerevisiae, que lo aprovecha para producir bioetanol mediante la fermentación alcohólica. Sin embargo, a pesar de la metodología desarrollada, aun existen algunas barreras tecnológicas para el uso a gran escala de estas tecnologías. Una de las más importantes hace referencia a los altos costes de compra de los complejos enzimáticos cuyos componentes presentan baja actividad específica y poca adecuación tecnológica a las condiciones del proceso. La temperatura a la que se llevan a cabo estos procesos es uno de los factores limitantes de la actividad enzimática, por lo que la búsqueda de enzimas termoestables resulta imprescindible.
Dentro de las hemicelulasas, las xilanasas son las principales enzimas responsables de la degradación del xilano. La capacidad de producir estas enzimas, que poseen un amplio espectro de acción, está ampliamente distribuida en el mundo microbiano. Su aplicación se ha dirigido principalmente hacia la industria del papel y de la pulpa. Por ello, se han desarrollado diferentes patentes que proponen el uso de xilanasas en estos procesos, que se llevan a cabo en condiciones alcalinas y a temperaturas a las cuales dichas enzimas deben ser termoestables (ES2146756(T3), US5916795 (A), US6083733(A), IN185709(A1), US5736384(A), WO2006104448(A1), WO0068396(A2), US6682923(B1)). Estas xilanasas también juegan un papel importante para aumentar la digestibilidad de piensos animales (US2006193843 (A1), US7060482(B1), WO0029587(A1).
El empleo de las xilanasas en los procesos de degradación del material vegetal, previos a la obtención de bioetanol, esta relativamente menos documentado aunque existen diferentes trabajos científicos que demuestran la posibilidad de obtener xilanasas que se adecuen a las condiciones tecnológicas de los mismos (Menon et al., Bioresource Technology 2010, 101, 5366-5373; Kapoor et al., Biochemical Engineering Journal 2008, 38, 88-97,; Polizeli et al., Applied Microbiology and Biotechnology 2005, 67, 577-591.
Descripción de la invención
La presente invención describe una enzima endoxilanasa, obtenida por mutagénesis dirigida a partir de la endoxilanasa de Aspergillus nidulans, que es más termoestable que la enzima nativa. Esta enzima es útil para degradar materiales lignocelulósicos para obtener azúcares que sirvan como fuente de carbono para levaduras productoras de etanol. La endoxilanasa o endo-1,4-beta-xilanasa es un tipo de enzima que degrada el polisacárido lineal beta-1,4xilano a oligómeros de xilosa, rompiendo así la hemicelulosa que compone la pared celular de las plantas. Aspergillus nidulans es un hongo filamentoso del filum Ascomycota.
En un primer aspecto, la presente invención se refiere a una secuencia nucleotídica que codifica para una secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 1 de Aspergillus nidulans, donde dicha secuencia aminoacídica presenta las sustituciones del aminoácido treonina en la posición 92 y del aminoácido serina en la posición 100 por el aminoácido ácido aspártico y las sustituciones del aminoácido asparagina en la posición 102 y del aminoácido alanina en la posición 195 por el aminoácido arginina, respecto a la secuencia nativa que codifica la endoxilanasa XlnA de Aspergillus nidulans.
Una realización preferida de la presente invención se refiere a la secuencia nucleotídica según la reivindicación 1, donde la secuencia nucleotídica específica es SEQ ID NO: 2.
La secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1 puede estar codificada por cualquier secuencia nucleotídica cuya transcripción origine un ARN mensajero y su posterior traducción a la secuencia de aminoácidos. Debido a que el código genético es degenerado, un mismo aminoácido puede ser codificado por diferentes codones (tripletes), por ello, la misma secuencia de aminoácidos puede ser codificada por distintas secuencias de nucleótidos.
En adelante, para hacer referencia a cualquiera de las secuencias nucleotídicas descritas en los párrafos anteriores, se puede usar la expresión “secuencia nucleotídica de la presente invención” o “secuencia nucleotídica de la invención”.
Otro aspecto de la presente invención es un vector de expresión que comprende la secuencia nucleotídica según se ha descrito anteriormente.
El término “vector de expresión” se refiere a un fragmento de ADN que tiene la capacidad de replicarse en un determinado huésped y, como el término lo indica, puede servir de vehículo para multiplicar otro fragmento de ADN que haya sido fusionado al mismo (inserto). Inserto se refiere a un fragmento de ADN que se fusiona al vector; en el caso de la presente invención, el vector puede comprender la secuencia nucleotídica de la invención que, fusionada al mismo puede replicarse en el huésped adecuado. Los vectores pueden ser plásmidos, cósmidos, bacteriófagos o vectores virales, sin excluir otro tipo de vectores que se correspondan con la definición realizada de vector. Preferiblemente el vector de expresión es capaz de expresarse en un microorganismo tipo bacteria.
Otro aspecto de la presente invención es el producto de expresión de la secuencia nucleotídica de la invención, o del vector de la invención. Preferiblemente, el producto de expresión es la secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 1. Esta secuencia da lugar a una endoxilanasa con mayor resistencia térmica respecto a la nativa, una vez realizadas las modificaciones post-traduccción y después de que la enzima adquiera la conformación en la que es activa.
El término “producto de la expresión” tal como se entiende en la presente invención hace referencia a cualquier producto resultante de la expresión de la secuencia de nucleótidos de la invención. Así pues, como producto resultante de la expresión de la secuencia se entiende, por ejemplo, el ARN que se obtiene de la transcripción de la secuencia, el ARN procesado, la proteína resultante de la traducción del ARN modificada postraduccionalmente o no, o posteriores modificaciones de la secuencia nucleotídica en el interior de la célula siempre que la secuencia resultante tenga su origen en la secuencia original transferida o no pierda la característica funcional que la caracteriza en la presente invención.
Otro aspecto de la presente invención es una célula que comprende la secuencia nucleotídica de la invención, o el vector de la invención o el producto de expresión de la secuencia nucleotídica de la invención, o cualquiera de las combinaciones de secuencia nucleotídica, vector de expresión o producto de expresión. El término “célula” tal como se entiende en la presente invención hace referencia a una célula procariótica o eucariótica. Así pues, el término célula comprende, al menos, una célula diferenciada o indiferenciada. Asimismo, también se incluye en esta definición un protoplasto (célula de una planta que carece de pared celular).
La célula transformada con un vector que comprende la secuencia nucleotídica de la invención, puede incorporar la secuencia en alguno de los ADN de la célula; nuclear, mitocondrial y/o cloroplástico, o permanecer como parte de un vector que posee su propia maquinaria para autoreplicarse. La selección de la célula que ha incorporado cualquiera de las secuencias de la invención se lleva a cabo por medio de la adición de antibióticos al medio de cultivo o por medio de la no adición al medio de cultivo de algún aminoácido esencial para el metabolismo de dicha célula. En el primer caso, la resistencia de estas células a sustancias como los antibióticos está producida por la síntesis de moléculas codificadas por una secuencia comprendida en la secuencia del vector. En el segundo caso, las células transformadas con el vector de la invención deben ser auxótrofas para un determinado metabolito esencial y el vector de expresión debe comprender al menos una secuencia que permita complementar la falta de dicha auxotrofia.
Un aspecto más de la presente invención es el uso de la secuencia nucleotídica de la invención, del vector de la invención, de la célula de la invención, o del producto de expresión de la secuencia nucleotídica de la invención, para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa. Este producto puede ser obtenido mediante un sistema heterólogo de expresión.
El término “producto enzimático con actividad endoxilanasa” se refiere a una enzima cuya actividad es identificada con el número EC 3.2.1.8, es decir, dicho número ha sido asignado por la Enzyme Commission number de acuerdo a las reacciones químicas que cataliza (IUBMB Enzyme Nomenclature, CAS Registry Number 9001-42-7). La enzima capaz de llevar a cabo este tipo de reacción química se denomina endoxilanasa o endo-1,4-beta-xilanasa. Dicha enzima es capaz de hidrolizar el xilano a oligomeros de xilosa.
Otro aspecto de la invención es un método para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa que comprende:
a) insertar al menos una secuencia nucleotídica según se ha descrito anteriormente en un vector de expresión capaz de expresar dicha secuencia nucleotídica en un microorganismo,
b) transformar al menos una célula de dicho microorganismo con el producto obtenido en el paso (a), y
c) cultivar la célula obtenida en el paso (b) en un medio de cultivo.
La transformación a la que se hace referencia en el paso (b) del método se lleva a cabo por medio de técnicas que forman parte del conocimiento general común, como por ejemplo, transformación genética mediada por electroporación, mediante acetato de litio, etc. Mediante estas técnicas se puede conseguir introducir, de forma estable, un vector que incluye cualquiera de las secuencias de la invención, de forma que, tras sucesivas divisiones de la célula, la secuencia incorporada sigue expresándose. El medio de cultivo adecuado para el crecimiento de las células transformadas es conocido por el experto en la materia.
Una realización preferida de la presente invención se refiere al método para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa, donde además comprende el paso (d); recuperar el producto enzimático con actividad endoxilanasa del medio de cultivo y/o de las células del microorganismo. Dicho producto enzimático puede ser excretado por las células al medio de cultivo en el que están creciendo. El producto también puede recuperarse del interior de las células que lo producen mediante cualquier técnica que permita la lisis de dichas células o mediante cualquier técnica conocida en el estado de la técnica que permita la salida de dicho producto enzimático de las células.
Otra realización preferida de la presente invención se refiere al método para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa, donde la secuencia nucleotídica insertada en el paso (a) es SEQ ID NO: 2.
Otra realización preferida de la presente invención se refiere al producto enzimático con actividad endoxilanasa obtenible por el método anteriormente descrito.
Otro aspecto adicional de la presente invención se refiere al uso del producto enzimático según descrito anteriormente para la obtención de oligómeros de xilosa a partir de materia vegetal. Para ello, el producto enzimático anteriormente descrito se mezcla con el material vegetal rica en xilano previamente acondicionado, y se mantiene durante un tiempo entre 20 y 80 horas, a una temperatura entre 30 y 60ºC. La utilización de la enzima termoestable reporta las siguientes ventajas:
1) aumenta la eficacia del proceso al ser posible trabajar a 50ºC.
2) reduce la carga de enzima necesaria para llevar a cabo el proceso.
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un método para la obtención de bioetanol que comprende:
a) poner en contacto, in vitro, el producto enzimático descrito anteriormente con materia vegetal, e
b) incubar la mezcla descrita en el paso (a) con microorganismos productores de etanol a una temperatura de entre 30 y 60ºC.
En una realización preferida, el método además comprende:
c) recuperar el bioetanol obtenido tras la incubación descrita en el paso (b).
Los microorganismos más adecuados para la obtención de bioetanol se seleccionan, pero sin limitarse, entre las levaduras de los géneros Saccharomyces y Kluyveromyces, particularmente Saccharomyces cerevisiae. También son útiles las bacterias Zymomonas mobilis.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra “comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención.
Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.
Descripción de las figuras
Figura 1.-Estabilidad térmica de la endoxilanasa a 37ºC (A) y a 50ºC (B). Endoxilanasa nativa (.), endoxilanasa modificada (e).
Ejemplos
A continuación se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que pone de manifiesto la especificidad y efectividad de la endoxilanasa de la presente invención.
Las características que la endoxilanasa debe reunir según las condiciones del proceso de sacarificación del material lignocelulósico son las siguientes: ser estable a 50ºC durante 34 horas y al menos 72 horas a 37ºC. Se partió de una endoxilanasa de Aspergillus nidulans (XlnA) con un peso molecular de 22.000 Da, un pH óptimo de 5.5, una temperatura óptima de 60ºC y un gran potencial hidrolítico sobre xilano de diferentes orígenes. La enzima es estable a 37ºC pero a 50ºC pierde su actividad transcurridas 10 h (ver ejemplo 2), por lo que se planteó una mejora de su termoestabilidad.
Ejemplo 1
Obtención de la endoxilanasa con mayor termorresistencia
Con la finalidad de hacer más termoestable la endoxilanasa XlnA de Aspergillus nidulans, se hizo un estudio de modelización de esta enzima. En primer lugar se uso el programa GenThreader para identificar proteínas, cuyas estructuras tridimensionales se conocen, que potencialmente comparten estructuras terciarias con la enzima XlnA. Se observó a través de este análisis, que una xilanasa (xyn 11A) proveniente del hongo termófilo Chaetomium thermophilum presentó la mejor alineación estructural con la enzima XlnA. Se usó el programa “Deep View/Swiss PdbViewer” para modelar XlnA empleando la estructura de xyn 11A como referencia. Tras hacer la modelización de esta enzima y comparar las dos, se observó que las principales diferencias entre ellas eran la ausencia de 2 puentes salinos en la superficie de la xilanasa de Aspergillus nidulans. Dado que los puentes salinos superficiales pueden contribuir a la estabilidad térmica de la enzima, se decidió introducir estos cambios en la estructura de la xilanasa XlnA. Con este fin se obtuvo un transformante de E. coli con la secuencia codificante de XlnA de Aspergillus nidulans clonada en el vector comercial de expresión pALEX (un vector que dispone de un sistema de inducción por salicilato y un promotor fuerte). Se abordó una estrategia de mutagénesis dirigida que consistió en realizar una PCR de fusión de tres fragmentos de la secuencia de ADN que codifica XlnA mediante la cual se introdujeron 10 mutaciones para modificar 4 aminoácidos. Estas mutaciones modificaron los residuos T92 y S100 dando lugar a ácido aspártico y los residuos N102 y A195 dando lugar a arginina.
Ejemplo 2
Caracterización bioquímica de la endoxilanasa modificada frente a la nativa
Los ensayos cuyos resultados se exponen a continuación están relacionados con las características del proceso en que debe emplearse esta endoxilanasa. Concretamente, la enzima debe reunir las siguientes características: ser estable a 50ºC durante 34 horas y al menos 72 horas a 37ºC. En la Figura 1 se muestra la estabilidad de la enzima a estas dos temperaturas. Los ensayos de actividad se han realizado en una solución tamponada (tampón acetato 50 mM pH 4.5) empleando como sustrato Azo-Xilano (Megazyme) al 2% y midiendo la actividad siguiendo las especificaciones del proveedor. Como puede observarse para 37ºC ambas enzimas, la nativa y la modificada, son estables a lo largo de las 80 horas que duró el ensayo. Sin embargo para la temperatura de 50ºC sí que se observa una diferencia en cuanto a la estabilidad entre ambas enzimas, concretamente la vida media de la enzima modificada fue de9h45 min. frente a las 2 h 15 min. correspondientes a la enzima nativa.
Ejemplo 3
Aplicación industrial
Con estos ensayos se pretende conocer la capacidad hidrolítica de la endoxilanasa modificada para degradar el pre-hidrolizado (slurry) resultante del tratamiento de explosión con vapor de la paja de trigo, liberando oligomeros de xilosa susceptibles de ser hidrolizados a xilosa, que puede servir como fuente de carbono para el crecimiento de las levaduras productoras de etanol.
La composición de este pre-hidrolizado, tanto de la fracción soluble como insoluble, se detalla en la Tabla 1.
TABLA 1
Composición de la fracción soluble e insoluble del slurry obtenida tras el pretratamiento de explosión por vapor de paja de trigo (210ºC, 2,5 min)
El ensayo se llevó a cabo mezclando la enzima modificada a una concentración de 26 U/ml con una solución tamponada (acetato sódico 50 mM pH 5) del pre-hidrolizado como sustrato e incubando a 37 y 50ºC. Los resultados obtenidos se resumen en la Tabla 2.
TABLA 2
Azúcares reductores liberados tras el tratamiento del slurry con la endoxilanasa modificada
(μg equivalentes de xilosa/ml) y su incremento relativo (%) con
respecto a los tratamientos sin enzima
En las condiciones 37ºC y 72 horas, con unas concentraciones del pre-hidrolizado de paja de trigo (slurry) de 1, 2.5 y 5%, la endoxilanasa modificada fue capaz de incrementar los equivalentes de xilosa aproximadamente en un 60%, tomando como referencia la cantidad inicial presente en el pre-hidrolizado.
En el caso de 50ºC y 34 horas de ensayo, considerando las mismas concentraciones del pre-hidrolizado, el incremento en equivalentes de xilosa fue del orden del 45% para las concentraciones del 1 y 2.5%, mientras que para el 5% este incremento fue del 20%. Cabe destacar que a pesar de que el slurry contiene una serie de compuestos tales como ácido acético, fórmico, cumárico, ferúlico, HMF, catecol, vainillina, siringaldehído y 4-hidroxibenzaldehído que pueden tener carácter inhibidor, la enzima modificada fue capaz de llevar a cabo la hidrólisis.
Claims (18)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Secuencia nucleotídica que codifica para una secuencia aminoacídica SEQ ID NO: 1 de Aspergillus nidulans, donde dicha secuencia aminoacídica presenta las sustituciones del aminoácido treonina en la posición 92 y del aminoácido serina en la posición 100 por el aminoácido ácido aspártico y las sustituciones del aminoácido asparagina en la posición 102 y del aminoácido alanina en la posición 195 por el aminoácido arginina.
-
- 2.
- Secuencia según la reivindicación 1, donde la secuencia nucleotídica es SEQ ID NO: 2.
-
- 3.
- Vector de expresión que comprende la secuencia nucleotídica según cualquiera de las reivindicaciones1ó2.
-
- 4.
- Producto de expresión de la secuencia nucleotídica según cualquiera de las reivindicaciones1ó2,odel vector de expresión según la reivindicación 3.
- 5. Producto según la reivindicación 4, donde el producto de expresión es SEQ ID NO: 1.
-
- 6.
- Célula que comprende la secuencia nucleotídica según cualquiera de las reivindicaciones1ó2,elvector de expresión según la reivindicación 3, el producto de expresión según cualquiera de las reivindicaciones4ó5,o cualquiera de sus combinaciones.
-
- 7.
- Uso de la secuencia nucleotídica según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa mediante un sistema heterólogo de expresión.
-
- 8.
- Uso del vector de expresión según la reivindicación 3, para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa.
-
- 9.
- Uso de la célula según la reivindicación 6, para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa.
-
- 10.
- Método para la obtención de un producto enzimático con actividad endoxilanasa que comprende: a) insertar al menos una secuencia nucleotídica según la reivindicación 1 en un vector de expresión capaz de
expresar dicha secuencia nucleotídica en un microorganismo, b) transformar al menos una célula de dicho microorganismo con el producto obtenido en el paso (a), y c) cultivar la célula obtenida en el paso (b) en un medio de cultivo. -
- 11.
- Método según la reivindicación 10, que además comprende:
d) recuperar el producto enzimático con actividad endoxilanasa del medio de cultivo y/o de las células del microorganismo. -
- 12.
- Método según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, donde la secuencia nucleotídica es SEQ ID NO: 2.
- 13. Uso del producto de expresión según cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, donde dicho producto de expresión es una enzima con actividad endoxilanasa, para la obtención de oligómeros de xilosa a partir de materia vegetal.
- 14. Método para la obtención de bioetanol que comprende:a) poner en contacto, in vitro, el producto de expresión según cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, donde dicho producto de expresión es una enzima con actividad endoxilanasa, con materia vegetal, eb) incubar la mezcla descrita en el paso (a) con microorganismos productores de etanol a una temperatura de entre 30 y 60ºC.
- 15. Método según la reivindicación 14, que además comprende: c) recuperar el bioetanol obtenido tras la incubación descrita en el paso (b).LISTA DE SECUENCIAS<110> Consejo Superior de investigaciones Científicas<120> Endoxilanasa termorresistente obtenida por mutagénesis y su aplicación al proceso de obtención de bioetanol<130> ES1641.764<160> 2<170> PatentIn version 3.5<210> 1<211> 225<212> PRT<213> Secuencia artificial<220><223> Sustituciones del aminoácido thr92 y del aminoácido Ser100 por el aminoácido Asp y las sustituciones del aminoácido Asn102 y del aminoácido Ala195 por el aminoácido Arg<400> 1<210> 2<211> 678<212> DNA<213> Secuencia artificial<220><223> Secuencia nucleotídica que codifica para SEQ ID NO: 1<400> 2OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCASN.º solicitud: 201030913ESPAÑAFecha de presentación de la solicitud: 14.06.2010Fecha de prioridad:INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA51 Int. Cl. : Ver Hoja AdicionalDOCUMENTOS RELEVANTES
- Categoría
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
- A
- US 2009/0155238 A1 (DAVID WELNER ET AL.) 18.06.2009, 1-15
- párrafos [0754] - [0757]
- A
- WO 2009/045627 A2 (VERENIUM CORPORATION) 09.04.2009, 1-15
- página 201 línea 33-página 202 línea 28
- A
- WO 2007/094852 A2 (DIVERSA CORPORATION) 23.08.2007, 1-15
- página 214 líneas 8-23
- A
- WO 2009/137574 A2 (ARCHER DANIELS MIDLAND COMPANY) 1-15
-
- 12.11.2009, todo el documento.
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
- Fecha de realización del informe 26.10.2011
- Examinador M. d. García Coca Página 1/4
INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICANº de solicitud: 201030913CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD C12N9/42 (2006.01)C12N15/56 (2006.01) C12P7/10 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)C12N, C12PBases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOCInforme del Estado de la Técnica Página 2/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 201030913Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 26.10.2011Declaración- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-15 SI NO
Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).Base de la Opinión.-La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.Informe del Estado de la Técnica Página 3/4OPINIÓN ESCRITANº de solicitud: 2010309131. Documentos considerados.-A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.- Documento
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
- D01
- US 2009/0155238 A1 (DAVID WELNER et al.) 18.06.2009
- D02
- WO 2009/045627 A2 (VERENIUM CORPORATION) 09.04.2009
- D03
- WO 2007/094852 A2 (DIVERSA CORPORATION) 23.08.2007
- 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaraciónEl objeto de la invención, tal y como se recoge en las reivindicaciones 1-15, es una endoxilanasa modificada por mutagénesis dirigida a partir de la endoxilanasa de Aspergillus nidulans (reiv. 1-9). Es también objeto de la invención el método empleado en su obtención (reiv. 10-12), el uso de la enzima para la obtención de oligómeros de xilosa (reiv. 13) y el uso de dicha enzima en la obtención de bioetanol (reiv. 14-15).Novedad y Actividad Inventiva (art. 6.1 y art. 8.1 Ley 11/1986 de Patentes).Los documentos D01, D02 y D03 divulgan enzimas con actividad xilanasa, manasa y/o glucanasa, que presentan una mayor actividad catalítica y estabilidad cuando se aumenta el pH y la temperatura (ver documento D01: abstract; documento D02: página 3 líneas 4-18 y página 12 línea 29-página 13 línea 33; y documento D03: página 6 líneas 1-7 y página 15 líneas 1629). Estas enzimas son utilizadas, entre otros usos, para la conversión de biomasa en azúcares o polisacáridos fermentables para la producción de alcoholes como el etanol y para la producción de biocombustibles (ver documento D01: párrafos [0011], [0012], [0032], [0033], [0048], [0051] y [0052]; documento D02: página 195 línea 3-página 205 línea 22; y documento D03: página 62 línea 22-página 63 línea 8). En estos documentos también se divulga el método para la obtención de dichas enzimas (ver documento D01: párrafos [0067] y [0068]; documento D02 página 51 línea 18-página 55 línea 27; y documento D03: página 31 línea 3-página 41 línea23), y un método para la obtención de etanol utilizando las enzimas descritas (ver documento D01: párrafo [0122], documento D02: página 201 línea 33-página 202 línea 28; y documento D03: página 45 línea 15-página 46 línea 7).Los documentos D01, D02 y D03 divulgan métodos para la obtención de etanol utilizando las enzimas descritas en los propios documentos D01-D03. Uno se los métodos consiste en pretratar la biomasa para romper las fibras vegetales y así obtener una hidrólisis parcial de dicha biomasa. Posteriormente se pone en contacto con las enzimas descritas en los propios documentos D01-D03 y con microorganismos productores de alcohol, para que se de la hidrólisis de la biomasa. Las condiciones para la hidrólisis son: temperatura entre 30 y 60°C y pH entre 4.0 y 8.0. (ver documento D01: párrafos [0754] [0757]; documento D02: página 201 línea 33-página 202 línea 28; y documento D03: página 214 líneas 8-23).Aunque todos los documentos citados describen xilanasas modificadas para hacerlas termorresistentes y/o termotolerantes, en ninguno de ellos se describe la endoxilanasa de la invención. Además, aunque el método para la obtención de bioetanol utilizado en la invención, ya es conocido en el estado de la técnica, resulta novedoso la utilización de la enzima de la invención. Por lo tanto, ninguno de los documentos citados, tomados solos o en combinación, revelan la invención definida en las reivindicaciones 1-15. Además, en los documentos citados no hay sugerencias que dirijan al experto en la materia hacia la invención definida por dichas reivindicaciones. En consecuencia, el objeto de invención según se recoge en las reivindicaciones 1-15, cumple con el requisito de novedad e implica actividad inventiva en el sentido de los artículos 6.1 y
- 8.1 de la Ley 11/1986 de Patentes.Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
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