用于生物合成化合物的方法、試劑和細胞技術
Methods, reagents, and cells for biosynthesis of compounds
This document describes the biochemical pathways for generation of glutaric acid, 5 amino acid, 5 hydroxyisovaleric acid, cadaverine or 1,5 diol, the main chain of C5 substrates, such as 2 ketoglutaric acid to form one or more composed of carboxyl, amine or hydroxyl groups at the end of the officer group.
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】用于生物合成化合物的方法、試劑和細胞對相關申請的交叉引用本申請要求于2014年6月16日提交的美國臨時申請序列號62/012,592的權益，其公開內容通過引用整體并入本文。專利
本專利技術涉及使用一種或多種分離的酶，如合酶，脫水酶，水合酶，脫氫酶，脫羧酶，硫酯酶，可逆的CoA連接酶，CoA轉移酶，羧基還原酶或ω-轉氨酶生物合成戊二酸，5-氨基戊酸，尸胺，5-羥基戊酸或1,5-戊二醇(下文稱為“C5構件塊”)的方法，以及產生此類C5構件塊的重組宿主。
技術介紹
尼龍是聚酰胺，其一般通過二胺與二羧酸的縮合聚合(condensationpolymerization)合成。類似地，可以通過內酰胺的縮合聚合生成尼龍。一種普遍存在的尼龍是尼龍6,6，其通過六亞甲基二胺(HMD)和己二酸的縮合聚合生成。可以通過己內酰胺的開環聚合生成尼龍6(Anton&Baird,PolyamidesFibers,EncyclopediaofPolymerScienceandTechnology,2001)。尼龍5，尼龍5,5和包括C5單體的其它變體代表在許多應用中與尼龍6和尼龍6,6相比具有增值特性的新型聚酰胺。通過5-氨基戊酸的聚合生成尼龍5，而通過戊二酸和尸胺的縮合聚合生成尼龍5,5。不存在經濟可行的石油化學路線以生產尼龍5和尼龍5,5的單體。鑒于沒有經濟上可行的石油化學單體原料，生物技術通過生物催化提供了備選方法。生物催化是使用生物催化劑，如酶，來進行有機化合物的生物化學轉化。生物來源的原料和石油化學原料兩者都是用于生物催化過程的可行的起始材料。因而，針對此背景，清楚的是...
【技術保護點】
在重組宿主中生物合成C5構件塊的方法，所述方法包括：a)使用至少一種具有選自下組的活性的多肽在所述重組宿主中將2?氧代?己二酸酶促轉化為中間體：α?氨基轉移酶活性，2?酮酸脫酸酶活性和2?氧代戊二酸脫氫酶復合物的活性，其中所述中間體選自下組：2?氨基?己二酸，5?氧代戊酸，和戊二酰?CoA；并且b)使用至少一種具有選自下組的活性的多肽在所述重組宿主中將所述中間體酶促轉化為C5構件塊：硫酯酶活性，CoA連接酶活性，CoA轉移酶活性，?；摎涿富钚?，醛脫氫酶活性，5?羥基戊酸脫氫酶活性，6?羥基己酸脫氫酶活性，醇脫氫酶活性，羧酸還原酶活性，ω?轉氨酶活性，α?氨基脫羧酶活性，N?乙酰基轉移酶活性，和乙?；访撘阴；富钚?，其中所述C5構件塊選自下組：戊二酸，5?羥基戊酸，5?氨基戊酸，尸胺，和1,5?戊二醇。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.16 US 62/012,5921.在重組宿主中生物合成C5構件塊的方法，所述方法包括：a)使用至少一種具有選自下組的活性的多肽在所述重組宿主中將2-氧代-己二酸酶促轉化為中間體：α-氨基轉移酶活性，2-酮酸脫酸酶活性和2-氧代戊二酸脫氫酶復合物的活性，其中所述中間體選自下組：2-氨基-己二酸，5-氧代戊酸，和戊二酰-CoA；并且b)使用至少一種具有選自下組的活性的多肽在所述重組宿主中將所述中間體酶促轉化為C5構件塊：硫酯酶活性，CoA連接酶活性，CoA轉移酶活性，酰化脫氫酶活性，醛脫氫酶活性，5-羥基戊酸脫氫酶活性，6-羥基己酸脫氫酶活性，醇脫氫酶活性，羧酸還原酶活性，ω-轉氨酶活性，α-氨基脫羧酶活性，N-乙?；D移酶活性，和乙?；访撘阴；富钚?，其中所述C5構件塊選自下組：戊二酸，5-羥基戊酸，5-氨基戊酸，尸胺，和1,5-戊二醇。2.權利要求1的方法，其中具有2-酮酸脫酸酶活性的所述多肽與SEQIDNO:1中列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。3.權利要求1的方法，其中具有2-氧代戊二酸脫氫酶復合物活性的所述多肽包含在EC1.2.4.2，EC1.8.1.4和EC2.3.1.61下分類的活性。4.權利要求1的方法，其中具有2-氧代戊二酸脫氫酶復合物活性的所述多肽與SEQIDNO:16中列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。5.權利要求1的方法，其中通過至少一種具有選自下組的活性的多肽將2-氧代-戊二酸酶促轉化為2-氧代-己二酸獲得所述2-氧代-己二酸：2-異丙基蘋果酸合酶活性，高檸檬酸合酶活性，高烏頭酸水合酶活性，3-異丙基蘋果酸脫水酶活性，高異檸檬酸脫氫酶活性，和3-異丙基蘋果酸脫氫酶活性。6.權利要求1的方法，其中與具有磷酸泛酰巰基乙胺轉移酶增強子活性的多肽組合使用具有羧酸還原酶活性的所述多肽。7.權利要求1的方法，其中所述中間體是戊二酰-CoA，并且使用至少一種具有選自下組的活性的多肽而酶促轉化為戊二酸：(i)硫酯酶活性，(ii)CoA連接酶活性，(iii)CoA轉移酶，(iv)?；摎涿负腿┟摎涿富钚院?v)醛脫氫酶活性。8.權利要求1或權利要求7的方法，其中具有硫酯酶活性的所述多肽與SEQIDNO:17或18中列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。9.權利要求1的方法，其中所述中間體是5-氧代戊酸，并且使用具有ω-轉氨酶活性的多肽而酶促轉化為C5構件塊5-氨基戊酸。10.權利要求1的方法，其中所述中間體是2-氨基-己二酸，并且使用具有α-氨基脫酸酶活性的多肽而酶促轉化為C5構件塊5-氨基戊酸。11.權利要求1的方法，其中具有α-氨基脫羧酶活性的所述多肽與SEQIDNO:19-22中任一項列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。12.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是戊二酸，并且所述方法進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將戊二酸酶促轉化為C5構件塊5-氨基戊酸：羧酸還原酶活性和ω-轉氨酶活性。13.權利要求1的方法,其中所述中間體是5-氧代戊酸，并且使用至少一種具有選自下組的活性的多肽而酶促轉化為C5構件塊5-羥基戊酸：5-羥基戊酸脫氫酶活性，6-羥基己酸脫氫酶活性，和醇脫氫酶活性。14.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是戊二酸，并且所述方法進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將戊二酸酶促轉化為C5構件塊5-羥基戊酸(5-hydroxypentainoicacid)：羧酸還原酶活性和醇脫氫酶活性。15.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是5-氨基戊酸，并且所述方法進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將5-氨基戊酸酶促轉化為C5構件塊尸胺：羧酸還原酶活性和ω-轉氨酶活性。16.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是5-羥基戊酸，并且所述方法進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將5-羥基戊酸酶促轉化為C5構件塊尸胺：羧酸還原酶活性，ω-轉氨酶活性，和醇脫氫酶活性。17.權利要求1的方法，其中所述中間體是5-氧代戊酸，并且使用至少一種具有選自下組的活性的多肽而酶促轉化為C5構件塊尸胺：羧酸還原酶活性和ω-轉氨酶活性。18.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是5-羥基戊酸，并且所述方法進一步去包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將5-羥基戊酸酶促轉化為C5構件塊1,5-戊二醇：羧酸還原酶活性和醇脫氫酶活性。19.權利要求18的方法，其進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將C5構件塊1,5-戊二醇酶促轉化為C5構件塊尸胺：醇脫氫酶活性和ω-轉氨酶活性。20.權利要求1的方法，其中所述C5構件塊是5-氨基戊酸，并且所述方法進一步包括使用至少一種具有選自下組的活性的多肽將5-氨基戊酸酶促轉化為C5構件塊尸胺：N-乙酰基轉移酶活性、羧酸還原酶活性、ω-轉氨酶活性、和脫乙?；富钚?。21.權利要求1、權利要求6、權利要求12、權利要求14-18或權利要求20中任一項的方法，其中具有羧酸還原酶活性的所述多肽與SEQIDNO:2-7中任一項列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。22.權利要求1、權利要求9、權利要求12、權利要求15-17、權利要求19或權利要求20中任一項的方法，其中所述具有ω-轉氨酶活性的多肽與SEQIDNO:8-13中任一項列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。23.權利要求6的方法，其中具有磷酸泛酰巰基乙胺轉移酶增強子活性的所述多肽與SEQIDNO:14或15中列出的氨基酸序列具有至少70％，75％，80％，85％，90％，91％，92％，93％，94％，95％，96％，97％，98％，99％，或100％序列同一性。24.權利要求1-23中任一項的方法，其中所述宿主經受需氧或微需氧培養條件下的培養策略。25.權利要求1-24中任一項的方法，其中經由氮、磷酸鹽或氧限制在營養限制的條件下培養所述宿主。26.權利要求1-25中任一項的方法，其中使用陶瓷膜保留所述宿主以在發酵期間維持高細胞密度。27.權利要求1-26中任一項的方法，其還包括源自生物原料的補料到發酵的主要碳源。28.權利要求27的方法，其中所述生物原料是或源自單糖，二糖，木質纖維素、半纖維素、纖維素、木質素、乙酰丙酸和甲酸、甘油三酯、甘油、脂肪酸、農業廢物、濃縮酒糟(condenseddistillers'solubles)或城市廢物。29.權利要求1-26中任一項的方法，其還包括源自非生物原料補料到發酵的主要碳源。30.權利要求29的方法，其中所述非生物原料是或源自天然氣、合成氣、CO2/H2、甲醇、乙醇、苯甲酸鹽、非揮發性殘留物(NVR)或來自環己烷氧化過程的堿洗液(causticwash)廢物流、或對苯二甲酸/異酞酸混合物廢物流。31.權利要求1-30中任一項的方法，其中所述宿主是原核生物。32.權利要求31的方法，其中所述原核生物選自下組：埃希氏菌屬(Escherichia)；梭菌屬(Clostridia)；棒狀桿菌屬(Corynebacteria)；貪銅菌屬(Cupriavidus)；假單胞菌屬(Pseudomonas)；代爾夫特菌屬(Delftia)；芽孢桿菌屬(Bacilluss)；乳桿菌屬(Lactobacillus)；乳球菌屬(Lactococcus)；和紅球菌屬(Rhodococcus)。33.權利要求32的方法，其中所述原核生物選自下組：大腸桿菌(Escherichiacoli)、楊氏梭菌(Clostridiumljungdahlii)、自產乙醇梭菌(Clostridiumautoethanogenum)、克魯佛梭菌(Clostridiumkluyveri)、谷氨酸棒狀桿菌(Corynebacteriumglutamicum)、鉤蟲貪銅菌(Cupriavidusnecator)、耐金屬貪銅菌(Cupriavidusmetallidurans)、熒光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)、惡臭假單胞菌(Pseudomonasputida)、食油假單胞菌(Pseudomonasoleavorans)、食酸代爾夫特菌(Delftiaacidovorans)、枯草芽胞桿菌(Bacillussubtillis)、德氏乳桿菌(Lactobacillusdelbrueckii)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、和馬紅球菌(Rhodococcusequi)。34.權利要求1-30中任一項的方法，其中所述宿主是真核生物。35.權利要求34的方法，其中所述真核生物選自下組：曲霉屬(Aspergillus)、酵母屬(Saccharomyces)、畢赤氏酵屬(Pichia)、耶羅維亞酵母屬(Yarrowia)、伊薩酵母屬(Issatchenkia)、德巴利酵母屬(Debaryomyces)、Arxula、和克魯維酵母菌屬(Kluyveromyces)。36.權利要求35的方法，其中所述真核生物選自下組：黑曲霉(Aspergillusniger)、釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、巴斯德畢赤酵母(Pichiapastoris)、解脂耶羅維亞酵母(Yarrowialipolytica)、東方伊薩酵母(Issathenkiaorientalis)、漢遜德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)、Arxulaadenoinivorans、和乳酸克魯維酵母菌(Kluyveromyceslactis)。37.權利要求1-36中任一項的方法，其中所述宿主展現出對高濃度C5構件塊的耐受性，并且其中經由在選擇性環境中的連續培養改善所述對高濃度C5構件塊的耐受性。38.權利要求1-37中任一項的方法，其中所述宿主包含下列減弱中的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：AL博特斯，AVE康拉迪，
申請(專利權)人：英威達技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：瑞士,CH
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。