This document describes the use of O fatty acid methyltransferase, O alcohol acetyltransferase, biochemical pathways to produce 5 hydroxy methyl valerate and amyl acetate and one or more monooxygenase, and one or more expression of the exogenous enzyme recombinant host. The 5 hydroxy methylster and amyl enzymatic conversion for glutaric acid, 5 amino acid, 5 hydroxy acid, cadaverine, or 1,5 pentadiol.
【技術實現(xiàn)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2014年06月16日提交的美國臨時申請系列號62/012,659,2014年06月16日提交的美國臨時申請系列號62/012,666,和2014年06月16日提交的美國臨時申請系列號62/012,604的權(quán)益,其公開內(nèi)容通過提述以其整體并入本文。專利
本專利技術涉及使用一種或多種分離的酶,諸如脂肪酸O-甲基轉(zhuǎn)移酶,醇O-乙酰轉(zhuǎn)移酶和單加氧酶來生物合成5-羥基戊酸甲酯和戊酸戊酯的方法,以及涉及表達一種或多種此類酶的重組宿主細胞。本專利技術還涉及使用一種或多種酶,諸如單加氧酶,脫甲基酶,或酯酶,將5-羥基戊酸甲酯和戊酸戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸和1,5-戊二醇的方法,以及表達一種或多種此類酶的重組宿主細胞。另外,本專利技術涉及將5-羥基戊酸和/或1,5-戊二醇酶促轉(zhuǎn)化為戊二酸,5-氨基戊酸,尸胺或1,5-戊二醇(下文稱為“C5構(gòu)件塊”)的方法,以及產(chǎn)生此類C5構(gòu)件塊的重組宿主。專利技術背景尼龍是聚酰胺,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(nèi)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(nèi)酰胺的開環(huán)聚合生成尼龍6(Anton&Baird,PolyamidesFibers,EncyclopediaofPolymerScienceandTechnology,2001)。尼龍5和尼龍5,5代表新型聚酰胺,其與尼龍6和尼龍6,6相比具有增值特性。尼 ...
【技術保護點】
在重組宿主中產(chǎn)生末端羥基(C
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.16 US 62/012,604;2014.06.16 US 62/012,659;1.在重組宿主中產(chǎn)生末端羥基(C3-8羥基烷基)-C(=O)OCH3酯的方法,所述方法包括:a)將C4-9羧酸酶促轉(zhuǎn)化為(C3-8烷基)-C(=O)OCH3酯;并且b)將(C3-8烷基)-C(=O)OCH3酯酶促轉(zhuǎn)化為末端羥基(C3-8羥基烷基)-C(=O)OCH3酯。2.權(quán)利要求1的方法,其中使用具有脂肪酸O-甲基轉(zhuǎn)移酶活性的多肽將所述C4-9羧酸酶促轉(zhuǎn)化為(C3-8烷基)-C(=O)OCH3酯。3.權(quán)利要求2的方法,其中所述具有脂肪酸O-甲基轉(zhuǎn)移酶活性的多肽與SEQIDNO:23,SEQIDNO:24,或SEQIDNO:25所列的氨基酸序列具有至少70%的序列同一性。4.權(quán)利要求1-3中任一項的方法,其中使用具有單加氧酶活性的多肽將(C3-8烷基)-C(=O)OCH3酯酶促轉(zhuǎn)化為末端羥基(C3-8羥基烷基)-C(=O)OCH3酯。5.權(quán)利要求4的方法,其中所述具有單加氧酶活性的多肽被歸類于EC1.14.14.-或EC1.14.15.-下。6.權(quán)利要求4的方法,其中所述具有單加氧酶活性的多肽與SEQIDNO:14,SEQIDNO:15,SEQIDNO:16,SEQIDNO:28,和/或SEQIDNO:29所列的氨基酸序列具有至少70%的序列同一性。7.權(quán)利要求1-6任一項的方法,其中從C4-9烷酰基CoA酶促產(chǎn)生所述C4-9羧酸。8.權(quán)利要求7的方法,其中所述具有硫酯酶活性的多肽從所述C4-9烷酰基CoA酶促產(chǎn)生所述C4-9羧酸。9.權(quán)利要求8的方法,其中所述具有硫酯酶活性的多肽與SEQIDNO:1,SEQIDNO:33,或SEQIDNO:34所列的氨基酸序列具有至少70%的序列同一性。10.權(quán)利要求7的方法,其中具有丁醛脫氫酶活性的多肽和具有醛脫氫酶活性的多肽從所述C4-9烷酰基CoA酶促產(chǎn)生所述C4-9羧酸。11.權(quán)利要求1-10中任一項的方法,所述方法還包括將末端羥基(C3-8羥基烷基)-C(=O)OCH3酯酶促轉(zhuǎn)化為末端羥基C4-9羥基鏈烷酸(hydroxyalkanoate)。12.權(quán)利要求11的方法,其中具有脫甲基酶活性的多肽或具有酯酶活性的多肽將末端羥基(C3-8羥基烷基)-C(=O)OCH3酯酶促轉(zhuǎn)化為末端羥基C4-9羥基鏈烷酸。13.權(quán)利要求1-12中任一項的方法,其中所述C4-9羧酸是戊酸,并且被酶促轉(zhuǎn)化成戊酸甲酯;并且將戊酸甲酯酶促轉(zhuǎn)化成5-羥基戊酸甲酯。14.權(quán)利要求7-13中任一項的方法,其中所述C4-9烷酰基CoA是戊酰基CoA,且從戊酰基CoA酶促產(chǎn)生戊酸。15.在重組宿主中產(chǎn)生一種或多種末端羥基取代的(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯的方法,所述方法包含:a)在所述宿主中將C4-9烷酰基CoA酶促轉(zhuǎn)化為(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯;并且b)在所述宿主中將所述(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯酶促轉(zhuǎn)化為(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯,(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯,或(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯的任一種。16.權(quán)利要求15的方法,其中使用具有醇O-乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的多肽將C4-9烷酰基CoA酶促轉(zhuǎn)化為(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯。17.權(quán)利要求16的方法,其中所述具有醇O-乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的多肽與SEQIDNO:26所列的氨基酸序列具有至少70%的序列同一性。18.權(quán)利要求15-17中任一項的方法,其中使用具有單加氧酶活性的多肽將(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯酶促轉(zhuǎn)化為(C4-9烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯,(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯,或(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯的任一種。19.權(quán)利要求18的方法,其中所述具有單加氧酶活性的多肽被歸類于EC1.14.14.-或EC1.14.15.-下。20.權(quán)利要求18或權(quán)利要求19的方法,其中所述具有單加氧酶活性的多肽與SEQIDNO:14,SEQIDNO:15,SEQIDNO:16,SEQIDNO:28,和/或SEQIDNO:29所列的氨基酸序列具有至少70%的序列同一性。21.權(quán)利要求15-20中任一項的方法,所述方法還包含將(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯或(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯酶促轉(zhuǎn)化為末端羥基C4-9羥基鏈烷酸。22.權(quán)利要求21的方法,其中所述具有酯酶活性的多肽將(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8羥基烷基)酯或(C4-9羥基烷基)-OC(=O)-(C3-8烷基)酯酶促轉(zhuǎn)化為C4-9羥基鏈烷酸。23.權(quán)利要求15-22中任一項的方法,其中所述C4-9烷酰基CoA是戊酰基CoA,并且酶促轉(zhuǎn)化為戊酸戊酯;并且使用具有單加氧酶活性的多肽將戊酸戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸戊酯,5-羥基戊酸5-羥基戊酯,或戊酸5-羥基戊酯中的任一種。24.權(quán)利要求23的方法,所述方法還包含將5-羥基戊酸5-羥基戊酯或5-羥基戊酸戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。25.權(quán)利要求24的方法,其中具有酯酶活性的多肽將5-羥基戊酸5-羥基戊酯或5-羥基戊酸戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。26.權(quán)利要求23-25中任一項的方法,所述方法還包含將5-羥基戊酸5-羥基戊酯或戊酸5-羥基戊酯酶促轉(zhuǎn)化為1,5-戊二醇。27.權(quán)利要求26的方法,其中具有酯酶活性的多肽將5-羥基戊酸5-羥基戊酯或戊酸5-羥基戊酯酶促轉(zhuǎn)化為1,5-戊二醇。28.權(quán)利要求26或權(quán)利要求27的方法,還包括將1,5-戊二醇酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。29.權(quán)利要求28的方法,其中具有醇脫氫酶活性的多肽和具有醛脫氫酶活性的多肽將1,5-戊二醇酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。30.根據(jù)權(quán)利要求13-14中任一項的方法,所述方法還包括將5-羥基戊酸甲酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。31.權(quán)利要求30的方法,其中具有脫甲基化酶或酯酶活性的多肽將5-羥基戊酸甲酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。32.權(quán)利要求24-31的方法,所述方法還包括將5-羥基戊酸酶促轉(zhuǎn)化為選自由以下組成的組的產(chǎn)物:戊二酸,戊二酸半醛,5-氨基戊酸,尸胺和1,5-戊二醇。33.權(quán)利要求32的方法,其中所述方法包括使用具有醇脫氫酶活性的多肽,具有6-羥基己酸脫氫酶活性的多肽,具有5-羥基戊酸脫氫酶活性的多肽,具有4-羥基丁酸脫氫酶活性的多肽,或具有單加氧酶活性的多肽,將5-羥基戊酸酶促轉(zhuǎn)化為戊二酸半醛。34.權(quán)利要求33的方法,所述方法還包括使用具有7-氧代庚酸脫氫酶活性的多肽。具有6-氧代戊酸脫氫酶活性的多肽,具有5-氧代戊酸脫氫酶活性的多肽,具有醛脫氫酶活性的多肽,或具有單加氧酶活性的多肽,將戊二酸半醛酶促轉(zhuǎn)化為戊二酸。35.權(quán)利要求33的方法,所述方法還包括將戊二酸半醛酶促轉(zhuǎn)化為5-氨基戊酸。36.權(quán)利要求35的方法,其中具有ω-轉(zhuǎn)氨酶活性的多肽將戊二酸半醛酶促轉(zhuǎn)化為5-氨基戊酸。37.權(quán)利要求35或權(quán)利要求36的方法,還包括將5-氨基戊酸酶促轉(zhuǎn)化為尸胺。38.權(quán)利要求33的方法,所述方法還包括將戊二酸半醛酶促轉(zhuǎn)化成七亞甲基二胺。39.權(quán)利要求37或權(quán)利要求38的方法,其中使用具有羧酸還原酶活性的多肽和/或具有ω-轉(zhuǎn)氨酶活性的多肽,以及任選地具有N-乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的多肽,具有乙酰腐胺脫乙酰酶活性的多肽和具有醇脫氫酶活性的多肽中的一種或多種將戊二酸半醛或5-氨基戊酸酶促轉(zhuǎn)化成尸胺。40.權(quán)利要求39的方法,其中由sfp的基因產(chǎn)物增強所述具有羧酸還原酶的多肽。41.權(quán)利要求39或權(quán)利要求40的方法,其中使用具有羧酸還原酶活性的多肽和具有醇脫氫酶活性的多肽將5-羥基戊酸酶促轉(zhuǎn)化為1,5-戊二醇。42.權(quán)利要求41的方法,還包括將1,5-戊二醇酶促轉(zhuǎn)化為尸胺。43.權(quán)利要求42的方法,其中具有醇脫氫酶活性的多肽和具有ω-轉(zhuǎn)氨酶活性的多肽將1,5-戊二醇酶促轉(zhuǎn)化為尸胺。44.權(quán)利要求32的方法,其中具有羧酸還原酶活性的多肽,具有ω-轉(zhuǎn)氨酶活性的多肽和具有醇脫氫酶活性的多肽將5-羥基戊酸酶促轉(zhuǎn)化為尸胺。45.權(quán)利要求36,39-40和43-44中任一項的方法,其中所述具有ω-轉(zhuǎn)氨酶活性的多肽與SEQIDNO:8-13所列的氨基酸序列的任一種具有至少70%的序列同一性。46.權(quán)利要求14和23-45中任一項的方法,其中通過CoA依賴性碳鏈延長的兩個循環(huán)從乙酰CoA和丙酰CoA產(chǎn)生戊酰CoA。47.權(quán)利要求46的方法,其中所述CoA依賴性碳鏈延長的兩個循環(huán)的每個包括使用(i)具有β-酮硫解酶活性的多肽或具有乙酰CoA羧化酶活性的多肽和具有β-酮酰基-[acp]合酶活性的多肽,(ii)具有3-羥基酰基CoA脫氫酶活性的多肽或具有3-氧代酰基CoA還原酶活性的多肽,(iv)具有烯酰基CoA水合酶活性的多肽,和(v)具有反式-2-烯酰CoA還原酶活性的多肽從乙酰基CoA和丙酰CoA形成戊酰基CoA。48.酶促產(chǎn)生5-羥基戊酸的方法,所述方法包含:a)使用具有脂肪酸O-甲基轉(zhuǎn)移酶活性的多肽將戊酸酶促轉(zhuǎn)化為戊酸酯甲酯;b)使用具有單加氧酶活性的多肽將庚酸甲酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸甲酯;并且c)使用具有脫甲基酶活性的多肽或具有酯酶活性的多肽將5-羥基戊酸甲酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。49.酶促產(chǎn)生5-羥基戊酸的方法,所述方法包括:a)使用具有醇O-乙酰轉(zhuǎn)移酶活性的多肽將戊酰CoA酶促轉(zhuǎn)化為戊酸戊酯;b)使用具有單加氧酶活性的多肽將戊酸戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸戊酯,戊酸5-羥基戊酯或5-羥基戊酸5-羥基戊酯;并且c)使用具有酯酶活性的多肽將5-羥基戊酸戊酯,戊酸5-羥基戊酯或5-羥基戊酸5-羥基戊酯酶促轉(zhuǎn)化為5-羥基戊酸。50.權(quán)利要求1-49中任一項的方法,其中所述宿主經(jīng)受厭氧,需氧或微需氧培養(yǎng)條件下的培養(yǎng)策略。51.權(quán)利要求50的方法,其中在營養(yǎng)限制條件,如磷酸鹽,氮和氧限制條件下培養(yǎng)所述重組宿主。52.權(quán)利要求50或權(quán)利要求51的方法,其中使用陶瓷膜保留所述重組宿主細胞以在發(fā)酵期間維持高細胞密度。53.權(quán)利要求50-52中任一項的方法,其中補料到所述重組宿主的主要碳源源自生物給料。54.權(quán)利要求53的方法,其中所述生物給料是或源自單糖,二糖,木質(zhì)纖維素,半纖維素,纖維素,木質(zhì)素,乙酰丙酸,甲酸,甘油三酯,甘油,脂肪酸,農(nóng)業(yè)廢物,濃縮的酒糟可溶物(condenseddistillers'solubles)或城市廢物。55.權(quán)利要求50-52中任一項的方法,其中補料到所述重組宿主的主要碳源源自非生物給料。56.權(quán)利要求55的方法,其中所述非生物給料是或源自天然氣,合成氣(syngas),CO2/H2,甲醇,乙醇,苯甲酸鹽/酯,來自環(huán)己烷氧化過程的非揮發(fā)性殘留物(NVR)堿洗液廢物流,或?qū)Ρ蕉姿?間苯二甲酸混合物廢物流。57.權(quán)利要求50-56中任一項的方法,其中所述宿主是原核生物。58.權(quán)利要求57的方法,其中所述原核生物來自選自下組的屬: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(Bacillus);乳桿菌屬(Lactobacillus);乳球菌屬(Lactococcus)和紅球菌屬(Rh...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員:AL博特斯,AVE康拉迪,R哈杜什,
申請(專利權(quán))人:英威達技術有限責任公司,
類型:發(fā)明
國別省市:瑞士,CH
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