用于生物产生乙二醇的微生物和方法技术

本发明专利技术提供了用于生物产生乙二醇和乙二醇前体的经基因工程化的微生物和方法。具体地，本发明专利技术的微生物通过5,10‑亚甲基四氢叶酸盐、草酰乙酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐和甘氨酸中的一种或多种产生乙二醇或乙二醇前体。本发明专利技术进一步提供了包括乙二醇或如聚对苯二甲酸乙二醇酯等乙二醇聚合物的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生物产生乙二醇的微生物和方法
本专利技术涉及经基因工程化的微生物和通过微生物发酵，特别是通过气态底物的微生物发酵产生乙二醇和乙二醇前体的方法。
技术介绍
乙二醇，也称为单乙二醇(MEG)，其目前的市场价值超过330亿美元，并且是各种工业、医疗和消费产品的重要组成部分。乙二醇目前是使用需要大量的能量和水、产生许多不希望的副产物并且依赖于石化原料的化学催化工艺产生的。对可持续材料的需求带来了一些技术进步，如从源自甘蔗的乙醇催化产生乙二醇。乙二醇前体也具有商业价值。例如，乙醇酸盐用于皮肤护理、个人护理、染色、鞣制和作为清洁剂。乙醛酸是香草醛、农药、抗生素、尿囊素和络合剂的中间体。然而，没有已知的微生物能够生物地产生乙二醇，并且还没有建立完全生物的乙二醇产生途径。文献中已经描述了从糖到乙二醇的一些生物途径。例如，Alkim等人，《微生物细胞工厂(MicrobCellFact)》14:127,2015证明了在大肠杆菌中从(D)-木糖产生乙二醇，但指出需要有氧条件才能获得高产量。类似地，Pereira等人，《代谢工程(MetabEng)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够由气态底物产生乙二醇或乙二醇前体的经基因工程化的微生物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171219 US 62/607,446;20180611 US 62/683,4541.一种能够由气态底物产生乙二醇或乙二醇前体的经基因工程化的微生物。


2.根据权利要求1所述的微生物，其中所述微生物通过一种或多种选自由5,10-亚甲基四氢叶酸盐、草酰乙酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐和甘氨酸组成的组的中间体产生乙二醇或所述乙二醇前体。


3.根据权利要求1所述的微生物，其中所述微生物包括以下一种或多种：
a.能够将草酰乙酸盐转化为柠檬酸盐的异源性酶；
b.能够将甘氨酸转化为乙醛酸盐的异源性酶；
c.能够将异柠檬酸盐转化为乙醛酸盐的异源性酶；以及
d.能够将乙醇酸盐转化为乙醇醛的异源性酶。


4.根据权利要求3所述的微生物，其中：
a.所述能够将草酰乙酸盐转化为柠檬酸盐的异源性酶是柠檬酸[Si]-合酶[2.3.3.1]、ATP柠檬酸合酶[2.3.3.8]；或柠檬酸(Re)-合酶[2.3.3.3]；
b.所述能够将甘氨酸转化为乙醛酸盐的异源性酶是丙氨酸-乙醛酸转氨酶[2.6.1.44]、丝氨酸-乙醛酸转氨酶[2.6.1.45]、丝氨酸-丙酮酸转氨酶[2.6.1.51]、甘氨酸-草酰乙酸转氨酶[2.6.1.35]、甘氨酸转氨酶[2.6.1.4]、甘氨酸脱氢酶[1.4.1.10]、丙氨酸脱氢酶[1.4.1.1]或甘氨酸脱氢酶[1.4.2.1]；
c.所述能够将异柠檬酸盐转化为乙醛酸盐的异源性酶是异柠檬酸裂解酶[4.1.3.1]；和/或
d.所述能够将乙醇酸盐转化为乙醇醛的异源性酶是乙醇醛脱氢酶[1.2.1.21]、乳醛脱氢酶[1.2.1.22]、琥珀酸-半醛脱氢酶[1.2.1.24]、2,5-二氧戊酸脱氢酶[1.2.1.26]、醛脱氢酶[1.2.1.3/4/5]、甜菜碱-醛脱氢酶[1.2.1.8]或醛铁氧还蛋白氧化还原酶[1.2.7.5]。


5.根据权利要求3所述的微生物，其中所述异源性酶中的一种或多种酶衍生自选自由以下组成的组的属：芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)、埃希氏菌属(Escherichia)、葡糖杆菌属(Gluconobacter)、生丝微菌属(Hyphomicrobium)、赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、栖沉积物菌属(Sedimenticola)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)、链霉菌属(Streptomyces)、热硫杆状菌属(Thermithiobacillus)、热袍菌属(Thermotoga)和玉蜀黍属(Zea)。


6.根据权利要求3所述的微生物，其中所述异源性酶中的一种或多种酶经密码子优化以在所述微生物中表达。


7.根据权利要求3所述的微生物，其中所述微生物进一步包括以下一种或多种：能够将乙酰辅酶A转化为丙酮酸盐的酶；能够将丙酮酸盐转化为草酰乙酸盐的酶；能将丙酮酸盐转化为苹果酸盐的酶；能够将丙酮酸盐转化为磷酸烯醇丙酮酸盐的酶；能够将草酰乙酸盐转化为柠檬酰辅酶A的酶；能够将柠檬酰辅酶A转化为柠檬酸盐的酶；能够将柠檬酸盐转化为乌头酸盐并将乌头酸盐转化为异柠檬酸盐的酶；能够将磷酸烯醇丙酮酸盐转化为草酰乙酸盐的酶；能够将磷酸烯醇丙酮酸盐转化为2-磷酸-D-甘油酸盐的酶；能够将2-磷酸-D-甘油酸盐转化为3-磷酸-D-甘油酸盐的酶；能够将3-磷酸-D-甘油酸盐转化为3-磷酰氧基丙酮酸盐的酶；能够将3-磷酰氧基丙酮酸盐转化为3-磷酸-L-丝氨酸的酶；能够将3-磷酸-L-丝氨酸转化为丝氨酸的酶；能将丝氨酸转化为甘氨酸的酶；能够将5,10-亚甲基四氢叶酸盐转化为甘氨酸的酶；能将丝氨酸转化为羟基丙酮酸盐的酶；能够将D-甘油酸盐转化为羟基丙酮酸盐的酶；能将苹果酸盐转化为乙醛酸盐的酶；能够将乙醛酸盐转化为乙醇酸盐的酶；能够将羟基丙酮酸盐转化为乙醇醛的酶；和能够将乙醇醛转化为乙二醇的酶。


8.根据权利要求3所述的微生物，其中所述微生物过表达：
a.所述能够将草酰乙酸盐转化为柠檬酸盐的异源性酶...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·科普克，R·延森，
申请(专利权)人：朗泽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US