用于生物合成化合物的方法、试剂和细胞技术

本文件描述了用于生成戊二酸、5‑氨基戊酸、5‑羟基戊酸或1,5‑戊二酸的生物化学途径，其通过在C5主链底物，诸如尸胺或5‑氨基戊酰烷中形成一个或多个由羧基、氨基或羟基基团构成的末端官能团进行。

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 or 1,5 glutaric acid, the main chain of C5 substrate, one or more composed of carboxyl, amino or hydroxyl groups of terminal groups, such as the formation of cadaverine or 5 amino pentanamide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物合成化合物的方法、试剂和细胞对相关申请的交叉引用本申请要求于2014年6月16日提交的美国申请号62/012,585的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及使用一种或多种分离的酶如还原酶，单加氧酶，脱羧酶，酰胺酶，氧化酶，脱氢酶或ω-转氨酶生物合成戊二酸，5-氨基戊酸，尸胺，5-羟基戊酸或1,5-戊二醇(下文称为“C5构件块”)的方法，以及产生这种C5构件块的重组宿主。
技术介绍
尼龙是聚酰胺，其一般通过二胺与二羧酸的缩合聚合(condensationpolymerization)合成。类似地，可以通过内酰胺的缩合聚合生成尼龙。一种普遍存在的尼龙是尼龙6,6，其通过六亚甲基二胺(HMD)和己二酸的缩合聚合生成。可以通过己内酰胺的开环聚合生成尼龙6(Anton&Baird,PolyamidesFibers,EncyclopediaofPolymerScienceandTechnology,2001)。尼龙5，尼龙5,5和包括C5单体的其它变体代表在许多应用中与尼龙6和尼龙6,6相比具有增值特性的新型聚酰胺。通过5-氨基戊酸的聚合生成尼龙5，而通过戊二酸和尸胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
在重组宿主中生成5‑氨基戊酸的方法，所述方法包括：使用具有脱羧酶活性的多肽在所述重组宿主中将赖氨酸酶促转化为尸胺；并且使用具有氧化酶活性的多肽在所述重组宿主中将尸胺酶促转化为5‑氨基戊酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 US 62/012,5851.在重组宿主中生成5-氨基戊酸的方法，所述方法包括：使用具有脱羧酶活性的多肽在所述重组宿主中将赖氨酸酶促转化为尸胺；并且使用具有氧化酶活性的多肽在所述重组宿主中将尸胺酶促转化为5-氨基戊酸。2.在重组宿主中生成5-氨基戊酸的方法，所述方法包括：使用具有单加氧酶活性的多肽在所述重组宿主中将赖氨酸酶促转化为5-氨基戊酰胺；并且使用具有酰胺酶活性的多肽在所述重组宿主中将5-氨基戊酰胺酶促转化为5-氨基戊酸。3.在重组宿主中生成5-氨基戊酸的方法，所述方法包括：在所述重组宿主中使用具有ω-转氨酶活性的多肽将尸胺酶促转化为5-氨基戊醛；并且在所述重组宿主中使用具有醛脱氢酶活性的多肽将5-氨基戊醛酶促转化为5-氨基戊酸。4.权利要求3的方法，其中使用具有脱羧酶活性的多肽在所述重组宿主中从赖氨酸酶促生成尸胺。5.权利要求1至4中任一项的方法，所述方法还包括将5-氨基戊酸酶促转化为选自戊二酸，5-羟基戊酸酯和1,5戊二醇的产物。6.权利要求5的方法，其中使用一种或多种具有转氨酶，脱氢酶或羧酸还原酶活性的多肽将5-氨基戊酸转化为所述产物。7.权利要求1或4的方法，其中所述具有脱羧酶活性的多肽与SEQIDNO:1、16、17或18所示的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。8.权利要求1或4的方法，其中所述具有脱羧酶活性的多肽分类在EC4.1.1.-下。9.权利要求1的方法，其中所述具有氧化酶活性的多肽与SEQIDNO:21所示的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。10.权利要求1的方法，其中所述具有氧化酶活性的多肽分类在EC1.4.3.21下。11.权利要求2的方法，其中所述具有单加氧酶活性的多肽与SEQIDNO:20所示的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。12.权利要求2的方法，其中所述具有单加氧酶活性的多肽分类在EC1.13.12.2下。13.权利要求2的方法，其中所述具有酰胺酶活性的多肽与SEQIDNO:19所示的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。14.权利要求2的方法，其中所述具有酰胺酶活性的多肽分类在EC3.5.1.30下。15.权利要求3的方法，其中所述具有ω-转氨酶活性的多肽与SEQIDNO:8至13中任一项所示的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。16.权利要求3的方法，其中所述具有ω-转氨酶活性的多肽分类在EC2.6.1.-下。17.权利要求3的方法，其中所述具有醛脱氢酶活性的多肽分类在EC1.2.1.3或EC1.2.1.4下。18.权利要求1至17中任一项所述的方法，其中通过发酵进行所述方法的一个或多个步骤。19.权利要求18的方法，其中使用陶瓷膜保留所述宿主以在发酵期间维持高细胞密度。20.权利要求1至19中任一项的方法，其中所述宿主经受在需氧，厌氧，微需氧或混合氧/反硝化培养条件下的培养策略。21.权利要求1至20中任一项的方法，其中在磷酸盐，氧和/或氮限制的条件下培养所述宿主。22.权利要求18的方法，其中供给所述发酵的主要碳源源自生物或非生物原料。23.权利要求22的方法，其中所述生物原料是或源自单糖，二糖，木质纤维素，半纤维素，纤维素，木质素，乙酰丙酸，甲酸，甘油三酯，甘油，脂肪酸，农业废物，浓缩酒糟(condenseddistillers’solubles)，或城市废物。24.权利要求22的方法，其中所述非生物原料是或源自天然气、合成气、CO2/H2、甲醇、乙醇、苯甲酸盐、来自环己烷氧化过程的非挥发性残留物(NVR)碱洗液(causticwash)废物流、或对苯二甲酸/异酞酸混合物废物流。25.权利要求18至24中任一项的方法，其中所述宿主包含一种或多种多肽，所述多肽具有减弱的聚羟基烷酸酯合酶、乙酰基-CoA硫酯酶、乙酰基-CoA特异性β-酮硫解酶、乙酰乙酰基-CoA还原酶、形成乙酸的磷酸乙酸转移酶、乙酸激酶、乳酸脱氢酶、menaquinol-延胡索酸氧化还原酶、产生异丁醇的2-酮酸(oxoacid)脱羧酶、形成乙醇的醇脱氢酶、丙糖磷酸异构酶、丙酮酸脱羧酶、葡萄糖-6-磷酸异构酶、消散辅因子不平衡的转氢酶、NADH特异性的谷氨酸脱氢酶、利用NADH/NADPH的谷氨酸脱氢酶、戊二酰基-CoA脱氢酶、或酰基-CoA脱氢酶活性。26.权利要求18至25中任一项的方法，其中所述宿主过表达一种或多种编码多肽的基因，所述多肽具有乙酰基-CoA合成酶；6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶；转酮醇酶；吡啶(puridine)核苷酸转氢酶；甲酸脱氢酶；甘油醛-3P-脱氢酶；苹果酸酶；葡萄糖-6-磷酸脱氢酶；果糖1,6二磷酸酶；L-丙氨酸脱氢酶；PEP羧化酶，丙酮酸羧化酶；PEP羧激酶；PEP合酶；对NADPH特异性的L-谷氨酸脱氢酶，用于产生辅因子不平衡；甲醇脱氢酶，甲醛脱氢酶，赖氨酸转运蛋白；二羧酸转运蛋白；S-腺苷甲硫氨酸合成酶；3-磷酸甘油酸脱氢酶；3-磷酸丝氨酸氨基转移酶；磷酸丝氨酸磷酸酶；或多药物转运蛋白活性。27.权利要求1至26中任一项的方法，其中所述宿主是原核生物。28.权利要求27的方法，其中所述原核生物选自下组：埃希氏菌属(Escherichia)；梭菌属(Clostridia)；棒状杆菌属(Corynebacteria)；贪铜菌属(Cupriavidus)；假单胞菌属(Pseudomonas)；代尔夫特菌属(Delftia)；芽孢杆菌属(Bacilluss)；乳杆菌属(Lactobacillus)；乳球菌属(Lactococcus)；和红球菌属(Rhodococcus)。29.权利要求27或权利要求28的方法，其中所述原核生物选自下组：大肠杆菌(Escherichiacoli)、杨氏梭菌(Clostridiumljungdahlii)、自产乙醇梭菌(Clostridiumautoethanogenum)、克鲁佛梭菌(Clostridiumkluyveri)、谷氨酸棒状杆菌(Corynebacteriumglutamicum)、钩虫贪铜菌(Cupriavidusnecator)、耐金属贪铜菌(Cupriavidusmetallidurans)、荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)、恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)、食油假...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL博特斯，AVE康拉迪，
申请(专利权)人：英威达技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH