用于生物合成化合物的方法、试剂和细胞技术

本文件描述了使用脂肪酸O‑甲基转移酶，醇O‑乙酰转移酶，和单加氧酶的一种或多种产生7‑羟基庚酸甲酯和庚酸庚酯的生化途径，以及表达此类外源酶的一种或多种的重组宿主。可将7‑羟基庚酸甲酯和庚酸庚酯酶促转化为庚二酸，7‑氨基庚酸，7‑羟基庚酸，七亚甲基二胺，或1,7‑庚二醇。

Methods, reagents, and cells for biosynthesis of compounds

This document describes the use of O fatty acid methyltransferase, O alcohol acetyltransferase, biochemical pathways to produce 7 hydroxy methyl heptylate and heptyl heptylate and one or more monooxygenase, and one or more expression of the exogenous enzyme recombinant host. The 7 hydroxy methyl heptylate and heptanoic acid enzymatic g into Pimelic acid, 7 amino heptanoic acid, 7 hydroxy heptanoic acid, seven methylene amine two, or 1,7 heptanal.

【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2014年06月16日提交的美国临时申请系列号62/012,659，2014年06月16日提交的美国临时申请系列号62/012,666，和2014年06月16日提交的美国临时申请系列号62/012,604的权益，其公开内容通过提述以其整体并入本文。专利
本专利技术涉及使用一种或多种分离的酶，诸如脂肪酸O-甲基转移酶，醇O-乙酰转移酶和单加氧酶来生物合成7-羟基庚酸甲酯和庚酸庚酯的方法，以及涉及表达一种或多种此类酶的重组宿主细胞。本专利技术还涉及使用一种或多种酶，诸如单加氧酶，脱甲基酶，或酯酶，将7-羟基庚酸甲酯和庚酸庚酯酶促转化为7-羟基庚酸和1,7-庚二醇的方法，以及表达一种或多种此类酶的重组宿主细胞。另外，本专利技术涉及将7-羟基庚酸和/或1,7-庚二醇酶促转化为庚二酸，7-氨基庚酸，七亚甲基二胺或1,7-庚二醇(下文称为“C7构件块”)的方法，以及产生此类C7构件块的重组宿主。专利技术背景尼龙是聚酰胺，其一般通过二胺与二羧酸的缩合聚合(condensationpolymerization)合成。类似地，可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】
在重组宿主中产生末端羟基(C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.16 US 62/012,659;2014.06.16 US 62/012,604;1.在重组宿主中产生末端羟基(C3-8羟基烷基)-C(＝O)OCH3酯的方法，所述方法包括：a)将C4-9羧酸酶促转化为(C3-8烷基)-C(＝O)OCH3酯；并且b)将(C3-8烷基)-C(＝O)OCH3酯酶促转化为末端羟基(C3-8羟基烷基)-C(＝O)OCH3酯。2.权利要求1的方法，其中使用具有脂肪酸O-甲基转移酶活性的多肽将所述C4-9羧酸酶促转化为所述(C3-8烷基)-C(＝O)OCH3酯。3.权利要求2的方法，其中所述具有脂肪酸O-甲基转移酶活性的多肽与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.权利要求1-3中任一项的方法，其中使用具有单加氧酶活性的多肽将所述(C3-8烷基)-C(＝O)OCH3酯酶促转化为所述末端羟基(C3-8羟基烷基)-C(＝O)OCH3酯。5.权利要求4的方法，其中所述单加氧酶被归类于EC1.14.14.-或EC1.14.15.-下。6.权利要求4的方法，其中所述单加氧酶与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.权利要求1-6任一项的方法，其中从C4-9烷酰基CoA酶促产生所述C4-9羧酸。8.权利要求7的方法，其中所述具有硫酯酶活性的多肽从所述C4-9烷酰基CoA酶促产生所述C4-9羧酸。9.权利要求8的方法，其中所述硫酯酶与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.权利要求7的方法，其中具有丁醛脱氢酶活性的多肽和具有醛脱氢酶活性的多肽从所述C4-9烷酰基CoA酶促产生所述C4-9羧酸。11.权利要求1-10中任一项的方法，所述方法还包括将所述末端羟基(C3-8羟基烷基)-C(＝O)OCH3酯酶促转化为末端羟基C4-9羟基链烷酸(hydroxyalkanoate)。12.权利要求11的方法，其中具有脱甲基酶活性的多肽或具有酯酶活性的多肽将所述末端羟基(C3-8羟基烷基)-C(＝O)OCH3酯酶促转化为末端羟基C4-9羟基链烷酸。13.权利要求1-12中任一项的方法，其中所述C4-9羧酸是庚酸，并且被酶促转化成庚酸甲酯；并且将所述庚酸甲酯酶促转化成7-羟基庚酸甲酯。14.权利要求7-13中任一项的方法，其中所述C4-9烷酰基CoA是庚酰基CoA，且从庚酰基CoA酶促产生庚酸。15.在重组宿主中产生一种或多种末端羟基取代的(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯的方法，所述方法包括：a)在所述宿主中将C4-9烷酰基CoA酶促转化为(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯；并且b)在所述宿主中将所述(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯酶促转化为(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯，(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯，或(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯的任一种。16.权利要求15的方法，其中使用具有醇O-乙酰转移酶活性的多肽将C4-9烷酰基CoA酶促转化为所述(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯。17.权利要求16的方法，其中所述具有醇O-乙酰转移酶活性的多肽与SEQIDNO:26所列的氨基酸序列具有至少70％的序列同一性。18.权利要求15-17中任一项的方法，其中使用具有单加氧酶活性的多肽将(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯酶促转化为(C4-9烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯，(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯，或(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯的任一种。19.权利要求18的方法，其中所述具有单加氧酶活性的多肽被归类于EC1.14.14.-或EC1.14.15.-下。20.权利要求18或权利要求19的方法，其中所述单加氧酶与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.权利要求15-20中任一项的方法，所述方法还包括将(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯或(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯酶促转化为末端羟基C4-9羟基链烷酸。22.权利要求21的方法，其中所述具有酯酶活性的多肽将(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8羟基烷基)酯或(C4-9羟基烷基)-OC(＝O)-(C3-8烷基)酯酶促转化为所述C4-9羟基链烷酸。23.权利要求15-22中任一项的方法，其中所述C4-9烷酰基CoA是庚酰基CoA，并且酶促转化为庚酸庚酯；并且使用具有单加氧酶活性的多肽将庚酸庚酯酶促转化为7-羟基庚酸庚酯，7-羟基庚酸7-羟基庚酯，或庚酸7-羟基庚酯中的任一种。24.权利要求23的方法，所述方法还包含将7-羟基庚酸7-羟基庚酯或7-羟基庚酸庚酯酶促转化为7-羟基庚酸。25.权利要求24的方法，其中具有酯酶活性的多肽将7-羟基庚酸7-羟基庚酯或7-羟基庚酸庚酯酶促转化为7-羟基庚酸。26.权利要求23-25中任一项的方法，所述方法还包括将7-羟基庚酸7-羟基庚酯或庚酸7-羟基庚酯酶促转化为1,7-庚二醇。27.权利要求26的方法，其中具有酯酶活性的多肽将7-羟基庚酸7-羟基庚酯或庚酸7-羟基庚酯酶促转化为1,7-庚二醇。28.权利要求26或权利要求27的方法，还包括将1,7-庚二醇酶促转化为7-羟基庚酸。29.权利要求28的方法，其中具有醇脱氢酶活性的多肽和具有醛脱氢酶活性的多肽将1,7-庚二醇酶促转化为7-羟基庚酸。30.权利要求13-14中任一项的方法，所述方法还包括将7-羟基庚酸甲酯酶促转化为7-羟基庚酸。31.权利要求30的方法，其中具有脱甲基化酶的多肽或具有酯酶活性的多肽将7-羟基庚酸甲酯酶促转化为7-羟基庚酸。32.权利要求24-31的方法，所述方法还包括将7-羟基庚酸酶促转化为选自由以下组成的组的产物：庚二酸，庚二酸半醛，7-氨基庚酸，七亚甲基二胺和1,7-庚二醇。33.权利要求32的方法，其中所述方法包括使用具有醇脱氢酶活性的多肽，具有6-羟基己酸脱氢酶活性的多肽，具有5-羟基戊酸脱氢酶活性的多肽，具有4-羟基丁酸脱氢酶活性的多肽，或具有单加氧酶活性的多肽，将7-羟基庚酸酶促转化为庚二酸半醛。34.权利要求33的方法，所述方法还包括使用具有5-氧代戊酸脱氢酶活性的多肽，具有6-氧代己酸脱氢酶活性的多肽，具有7-氧代庚酸脱氢酶活性的多肽，具有醛脱氢酶活性的多肽，或具有单加氧酶活性的多肽，将庚二酸半醛酶促转化为庚二酸。35.权利要求33的方法，所述方法还包括将庚二酸半醛酶促转化为7-氨基庚酸。36.权利要求35的方法，其中具有ω-转氨酶活性的多肽将庚二酸半醛酶促转化为7-氨基庚酸。37.权利要求35或权利要求36的方法，还包括将7-氨基庚酸酶促转化为七亚甲基二胺。38.权利要求33的方法，所述方法还包括将庚二酸半醛酶促转化成七亚甲基二胺。39.权利要求37或权利要求38的方法，其中使用具有羧酸还原酶活性的多肽和/或具有ω-转氨酶活性的多肽，以及任选地具有N-乙酰转移酶活性的多肽，具有乙酰基腐胺脱乙酰酶活性的多肽和具有醇脱氢酶活性的多肽中的一种或多种将庚二酸半醛或7-氨基庚酸酶促转化成七亚甲基二胺。40.权利要求39的方法，其中由sfp的基因产物增强所述具有羧酸还原酶的多肽。41.权利要求39或权利要求40的方法，其中使用具有羧酸还原酶活性的多肽和具有醇脱氢酶活性的多肽将7-羟基庚酸酶促转化为1,7-庚二醇。42.权利要求41的方法，还包括将1,7-庚二醇酶促转化为七亚甲基二胺。43.权利要求42的方法，其中具有醇脱氢酶活性的多肽和具有ω-转氨酶活性的多肽将1,7-庚二醇酶促转化为七亚甲基二胺。44.权利要求32的方法，其中具有羧酸还原酶活性的多肽，具有ω-转氨酶活性的多肽和具有醇脱氢酶活性的多肽将7-羟基庚酸酶促转化为七亚甲基二胺。45.权利要求36，39-40和43-44中任一项的方法，其中所述具有ω-转氨酶活性的多肽与SEQIDNO:8-13所列的氨基酸序列的任一种具有至少70％的序列同一性。46.权利要求14和23-45中任一项的方法，其中通过CoA依赖性碳链延长的两个循环从乙酰CoA和丙酰CoA产生庚酰CoA。47.权利要求46的方法，其中所述CoA依赖性碳链延长的两个循环的每个包括使用(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-羟基酰基CoA脱氢酶活性的多肽或具有3-氧代酰基CoA还原酶活性的多肽，(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还原酶活性的多肽从乙酰基CoA和丙酰CoA形成庚酰基CoA。48.酶促产生7-羟基庚酸的方法，所述方法包括：a)使用具有脂肪酸O-甲基转移酶活性的多肽将庚酸酶促转化为庚酸甲酯；b)使用具有单加氧酶活性的多肽将庚酸甲酯酶促转化为7-羟基庚酸甲酯；并且c)使用具有脱甲基酶活性的多肽或具有酯酶活性的多肽将7-羟基庚酸甲酯酶促转化为7-羟基庚酸。49.酶促产生7-羟基庚酸的方法，所述方法包括：a)使用具有醇O-乙酰转移酶活性的多肽将庚酰CoA酶促转化为庚酸庚酯；b)使用具有单加氧酶活性的多肽将庚酸庚酯酶促转化为7-羟基庚酸庚酯，庚酸7-羟基庚酯或7-羟基庚酸7-羟基庚酯；并且c)使用具有酯酶活性的多肽将7-羟基庚酸庚酯，庚酸7-羟基庚酯或7-羟基庚酸7-羟基庚酯酶促转化为7-羟基庚酸。50.权利要求1-49的方法，其中所述宿主经受需氧、厌氧或微需氧培养条件下的培养策略。51.权利要求50的方法，其中在营养限制条件，如磷酸盐，氮和氧限制条件下培养所述重组宿主。52.根据权利要求50或权利要求51的方法，其中使用陶瓷膜保留所述重组宿主细胞以在发酵期间维持高细胞密度。53.权利要求50-52中任一项的方法，其中补料到所述重组宿主的主要碳源源自生物给料。54.权利要求53的方法，其中所述生物给料是或源自单糖，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，浓缩的酒糟可溶物(condenseddistillers'solubles)或城市废物。55.权利要求50-52中任一项的方法，其中补料到所述重组宿主的主要碳源源自非生物给料。56.权利要求55的方法，其中所述非生物给料是或源自天然气，合成气(syngas)，CO2/H2，甲醇，乙醇，苯甲酸盐/酯，来自环己烷氧化过程的非挥发性残留物(NVR)碱洗液废物流，或对苯二甲酸/间苯二甲酸混合物废物流。57.权利要求50-56中任一项的方法，其中所述宿主是原核生物。58.权利要求57的方法，其中所述原核生物来自选自下组的属：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(Bacillus)；乳杆菌属(Lactobacillus)；乳球菌属(Lactococcus)和红球菌属(Rh...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL博特斯，AVE康拉迪，R哈杜什，
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