【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、目前大量化合物源自石化产品。烯烃(例如乙烯、丙烯、不同的丁烯或戊烯)用于塑料工业，例如用于生产聚丙烯或聚乙烯，以及用于化学工业的其他领域和燃料领域。丁烯以四种形式存在，所述四种形式中的一种形式是异丁烯(也称为2-甲基丙烯)，进入汽车燃料抗爆添加剂甲基叔丁基醚(mtbe)的组成中。异丁烯还可用于生产异辛烯，所述异辛烯继而可还原为异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)；异辛烷的辛烷值非常高，使其成为所谓“汽油”发动机的最佳燃料。目前，烯烃(例如异丁烯)是通过石油产品的催化裂化生产的(或者在己烯的情况下从煤或天然气通过费托工艺的衍生物生产)。因此，生产成本与石油价格密切相关。此外，催化裂化有时与相当大的技术困难相关，这增加了工艺复杂性和生产成本。
2、在与地球化学循环相协调的可持续工业运营背景下，需要通过生物途径生产烯烃，例如异丁烯。第一代生物燃料由乙醇的发酵生产组成，因为食品加工业中已经存在发酵和蒸馏过程。第二代生物燃料的生产正处于探索阶段，特别涵盖长链醇(丁醇和戊醇)、萜烯、直链烷烃和脂肪酸的生产。最近的两篇评论提供了对这个领域中的研究的总体概述：ladygina等人(process biochemistry 41(2006)、1001)和wackett(current opinions inchemical biology 21(2008)、187)。
3、已经描述了通过酵母小红酵母(rhodotorula minuta)将异戊酸盐转化为异丁烯(fujii等人(appl.environ.micr
4、gogerty等人(appl.environm.microbiol.76(2010),8004-8010)和van leeuwen等人(appl.microbiol.biotechnol.93(2012),1377-1387)描述了通过酶促转化从乙酰乙酰辅酶a生产异丁烯，其中所提出途径的最后一个步骤是通过使用甲羟戊酸二磷酸脱羧酶来转化3-羟基-3-甲基丁酸(也称为3-羟基异戊酸盐(hiv))。
5、这种用于从3-羟基-3-甲基丁酸生产异丁烯的反应也描述于wo2010/001078中，所述专利一般而言描述了用于通过生物过程产生烯烃的方法，特别是用于从3-羟基链烷酸酯类型的分子生产末端烯烃(特别是丙烯、乙烯、1-丁烯、异丁烯或异戊烯)的方法。
6、wo2012/052427还描述了一种用于通过生物过程产生烯烃的方法，与此同时特别描述了一种用于从3-羟基链烷酸酯类型的分子产生烯烃(例如丙烯、乙烯、1-丁烯、异丁烯或异戊烯)的方法。在这种上下文中，用于从3-羟基-3-甲基丁酸生产异丁烯的反应也描述于wo2012/052427中。
7、wo 2016/042012描述了用于生产所述3-羟基-3-甲基丁酸的方法。具体地，wo2016/042012描述了用于生产3-羟基-3-甲基丁酸的方法，所述方法包括将3-甲基巴豆酰辅酶a酶促转化成3-甲基巴豆酸的步骤和将由此产生的3-甲基巴豆酸进一步酶促转化成3-羟基-3-甲基丁酸的步骤。
8、在gogerty等人(出处同上)中和在van leeuwen等人(出处同上)中，建议通过3-甲基巴豆酰辅酶a经由3-羟基-3-甲基丁酰辅酶a的转化来实现3-羟基-3-甲基丁酸的生产。为了进一步提高用于从可再生资源生产异丁烯的方法的效率和可变性，已经开发了用于通过以下方式来提供异丁烯及其前体的替代路线：提供用于生产异丁烯的方法，所述方法包括将3-甲基巴豆酸(也称为3-甲基-2-丁烯酸、3,3-二甲基丙烯酸或千里光酸)酶促转化成异丁烯。
9、具体地，在wo 2017/085167中，已经描述了用于生产异丁烯的方法，所述方法包括将3-甲基巴豆酸酶促转化成异丁烯，其中3-甲基巴豆酸至异丁烯的酶促转化是通过利用与fmn异戊二烯基转移酶相关联的异戊二烯化的fmn依赖性脱羧酶来实现的，其中所述fmn异戊二烯基转移酶催化利用磷酸二甲基烯丙酯(dmap)将黄素辅因子(fmn或fad)异戊烯化成黄素衍生的辅因子，而这些酶已经以最终导致异丁烯的生产的途径人工实现。此外，在wo2017/085167中，已经描述了方法，其中此类方法进一步包括(a)通过将3-甲基巴豆酰辅酶a酶促转化成3-甲基巴豆酸来提供3-甲基巴豆酸，或(b)通过将3-羟基异戊酸盐(hiv)酶促转化成3-甲基巴豆酸来提供3-甲基巴豆酸。
10、wo 2017/085167还描述了这种已被开发用于经由3-甲基巴豆酸从3-甲基巴豆酰辅酶a或经由3-甲基巴豆酸从3-羟基异戊酸盐(hiv)生产异丁烯的方法可以嵌入到用于从乙酰辅酶a开始生产异丁烯的途径中，所述乙酰辅酶a是在许多生化反应中使用的代谢中的中心成分和重要关键分子。对应的反应示意性地示出在图1中。
11、在wo 2018/206262中，其描述了当使用焦磷酸二甲基烯丙酯(dmapp)代替dmap时，通过利用与fmn异戊二烯基转移酶相关联的异戊二烯化fmn依赖性脱羧酶，将3-甲基巴豆酸酶促转化成异丁烯。此外，wo 2018/206262描述了通过利用与fmn异戊二烯基转移酶相关联的异戊二烯化fmn依赖性脱羧酶将3-甲基巴豆酸酶促转化成异丁烯，其中所述fmn异戊二烯基转移酶催化利用磷酸二甲基烯丙酯(dmap)和/或焦磷酸二甲基烯丙酯(dmapp)将黄素辅因子(fmn或fad)异戊烯化成黄素衍生的辅因子，所述黄素衍生的辅因子是上述从乙酰辅酶a到异丁烯的总体代谢途径的关键步骤。已经发现，在这个关键步骤中，磷酸二甲基烯丙酯(dmap)和/或焦磷酸二甲基烯丙酯(dmapp)的可用性以及黄素辅因子fmn的可用性是限制因素，而在wo 2018/206262中描述了通过增加磷酸二甲基烯丙酯(dmap)和/或焦磷酸二甲基烯丙酯(dmapp)的库/量以确保异戊二烯化黄素辅因子(fmn或fad)的有效生物合成的改进方法。
12、wo 2020/188033描述了一种用于从乙酰辅酶a生产异丁烯的改进方法，其中通过增加泛酸盐的摄取和/或增加泛酸盐至辅酶a的转化来增加生产菌株中可用的乙酰辅酶a的库。
13、尽管如上所述，现有技术中已经描述了各种用于通过生物系统中的酶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种重组生物体或微生物，所述重组生物体或微生物由于以下中的至少一者而与其所来源于的生物体或微生物相比具有减少的巴豆酸库：
2.根据权利要求1所述的重组生物体或微生物，其中所述重组生物体或微生物是重组微生物；特别地其中所述重组微生物是真菌或细菌；特别地其中所述细菌是大肠杆菌。
3.根据权利要求1或2所述的重组生物体或微生物，其中所述巴豆酰辅酶A至丁酰辅酶A的转化增加是由于所述生物体或微生物中的至少一种能够还原碳-碳双键的酶(EC 1.3)的水平和/或活性增加，特别地其中所述能够还原碳-碳双键的酶(EC 1.3)是NADH或NADPH依赖性的(EC 1.3.1)或黄素依赖性的(EC 1.3.8)。
4.根据权利要求3所述的重组生物体或微生物，其中所述能够还原碳-碳双键的NADH或NADPH依赖性酶(EC 1.3.1)是巴豆酰辅酶A还原酶(EC 1.3.1.86)、反式-2-烯酰基辅酶A还原酶(EC 1.3.1.44)和/或烯酰基-[酰基载体蛋白]还原酶(EC 1.3.1.9)。
5.根据权利要求4所述的重组生物体或微生物，其中>
6.根据权利要求3所述的重组生物体或微生物，其中所述能够还原碳-碳双键的黄素依赖性酶(EC 1.3.8)是短链酰基辅酶A脱氢酶(EC 1.3.8.1)。
7.根据权利要求6所述的重组生物体或微生物，其中所述短链酰基辅酶A脱氢酶(EC1.3.8.1)是来自埃氏巨型球菌的短链酰基辅酶A脱氢酶；和/或来自发酵氨基酸球菌的具有电子转移黄素蛋白(Etf)的丁酰辅酶A脱氢酶(Bcd)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的重组生物体或微生物，其中丁酰辅酶A至丁酸的转化增加是由于所述生物体体或微生物中的硫酯水解酶(EC 3.1.2)、辅酶A转移酶(EC2.8.3)、酸性硫醇连接酶(EC 6.2.1)、磷酸酰基转移酶(EC 2.3.1)和/或酸性激酶(EC2.7.2)的水平和/或活性增加。
9.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述硫酯水解酶(EC 3.1.2)是1,4-二羟基-2-萘酰基-辅酶A水解酶(EC 3.1.2.28)和/或酰基辅酶A硫酯酶2(EC 3.1.2.20)。
10.根据权利要求9所述的重组生物体或微生物，其中
11.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述辅酶A转移酶(EC 2.8.3)是乙酸辅酶A转移酶和/或丁酰辅酶A:乙酸辅酶A转移酶(EC 2.8.3.8)。
12.根据权利要求11所述的重组生物体或微生物，其中
13.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述酸性硫醇连接酶(EC 6.2.1)是乙酸辅酶A连接酶(形成ADP)(EC 6.2.1.13)。
14.根据权利要求13所述的重组生物体或微生物，其中所述乙酸辅酶A连接酶(形成ADP)(EC 6.2.1.13)由来自橙色绿屈挠菌的基因Caur_3920和/或来自痢疾变形虫的基因EHI_178960编码和/或其中所述乙酸辅酶A连接酶(形成ADP)(EC 6.2.1.13)是来自肠贾第虫(兰氏贾第鞭毛虫)的蛋白质Q9Y1N2。
15.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述磷酸酰基转移酶(EC 2.3.1)是磷酸丁酰转移酶(EC 2.3.1.19)和/或其中所述酸性激酶(EC 2.7.2)是丁酸激酶(EC2.7.2.7)。
16.根据权利要求15所述的重组生物体或微生物，其中
17.根据权利要求1至16中任一项所述的重组生物体或微生物，其中所述巴豆酰辅酶A至3-羟基丁酰辅酶A的转化增加是由于所述生物体或微生物中的水裂合酶(EC 4.2.1)的水平和/或活性增加。
18.根据权利要求17所述的重组生物体或微生物，其中所述氢裂合酶(EC 4.2.1)是短链烯酰基辅酶A水合酶(EC 4.2.1.150)、3-羟基丁酰辅酶A脱水酶(EC 4.2.1.55)和/或烯酰辅酶A水合酶(EC 4.2.1.17)。
19.根据权利要求18所述的重组生物体或微生物，其中
20.根据权利要求1至19中任一项所述的重组生物体或微生物，其中所述3-羟基丁酰辅酶A至3-羟基丁酸的转化增加是由于所述生物体或微生物中的硫酯水解酶(EC 3.1.2)的水平和/或活性增加。
21.根据权利要求20所述的重组生物体或微生物，其中所述硫酯水解酶(EC 3.1.2)是棕榈酰辅酶A水解酶(EC 3.1.2.2)和/或酰基辅酶A硫酯酶2(EC 3.1.2.20)。
22.根据权利要求21所述的重组生物体...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种重组生物体或微生物，所述重组生物体或微生物由于以下中的至少一者而与其所来源于的生物体或微生物相比具有减少的巴豆酸库：
2.根据权利要求1所述的重组生物体或微生物，其中所述重组生物体或微生物是重组微生物；特别地其中所述重组微生物是真菌或细菌；特别地其中所述细菌是大肠杆菌。
3.根据权利要求1或2所述的重组生物体或微生物，其中所述巴豆酰辅酶a至丁酰辅酶a的转化增加是由于所述生物体或微生物中的至少一种能够还原碳-碳双键的酶(ec 1.3)的水平和/或活性增加，特别地其中所述能够还原碳-碳双键的酶(ec 1.3)是nadh或nadph依赖性的(ec 1.3.1)或黄素依赖性的(ec 1.3.8)。
4.根据权利要求3所述的重组生物体或微生物，其中所述能够还原碳-碳双键的nadh或nadph依赖性酶(ec 1.3.1)是巴豆酰辅酶a还原酶(ec 1.3.1.86)、反式-2-烯酰基辅酶a还原酶(ec 1.3.1.44)和/或烯酰基-[酰基载体蛋白]还原酶(ec 1.3.1.9)。
5.根据权利要求4所述的重组生物体或微生物，其中
6.根据权利要求3所述的重组生物体或微生物，其中所述能够还原碳-碳双键的黄素依赖性酶(ec 1.3.8)是短链酰基辅酶a脱氢酶(ec 1.3.8.1)。
7.根据权利要求6所述的重组生物体或微生物，其中所述短链酰基辅酶a脱氢酶(ec1.3.8.1)是来自埃氏巨型球菌的短链酰基辅酶a脱氢酶；和/或来自发酵氨基酸球菌的具有电子转移黄素蛋白(etf)的丁酰辅酶a脱氢酶(bcd)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的重组生物体或微生物，其中丁酰辅酶a至丁酸的转化增加是由于所述生物体体或微生物中的硫酯水解酶(ec 3.1.2)、辅酶a转移酶(ec2.8.3)、酸性硫醇连接酶(ec 6.2.1)、磷酸酰基转移酶(ec 2.3.1)和/或酸性激酶(ec2.7.2)的水平和/或活性增加。
9.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述硫酯水解酶(ec 3.1.2)是1,4-二羟基-2-萘酰基-辅酶a水解酶(ec 3.1.2.28)和/或酰基辅酶a硫酯酶2(ec 3.1.2.20)。
10.根据权利要求9所述的重组生物体或微生物，其中
11.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述辅酶a转移酶(ec 2.8.3)是乙酸辅酶a转移酶和/或丁酰辅酶a:乙酸辅酶a转移酶(ec 2.8.3.8)。
12.根据权利要求11所述的重组生物体或微生物，其中
13.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述酸性硫醇连接酶(ec 6.2.1)是乙酸辅酶a连接酶(形成adp)(ec 6.2.1.13)。
14.根据权利要求13所述的重组生物体或微生物，其中所述乙酸辅酶a连接酶(形成adp)(ec 6.2.1.13)由来自橙色绿屈挠菌的基因caur_3920和/或来自痢疾变形虫的基因ehi_178960编码和/或其中所述乙酸辅酶a连接酶(形成adp)(ec 6.2.1.13)是来自肠贾第虫(兰氏贾第鞭毛虫)的蛋白质q9y1n2。
15.根据权利要求8所述的重组生物体或微生物，其中所述磷酸酰基转移酶(ec 2.3.1)是磷酸丁酰转移酶(ec 2.3.1.19)和/或其中所述酸性激酶(ec 2.7.2)是丁酸激酶(ec2.7.2.7)。
16.根据权利要求15所述的重组生物体或微生物，其中
17.根据权利要求1至16中任一项所述的重组生物体或微生物，其中所述巴豆酰辅酶a至3-羟基丁酰辅酶a的转化增加是由于所述生物体或微生物中的水裂合酶(ec 4.2.1)的水平和/或活性增加。
18.根据权利要求17所述的重组生物体或微生物，其中所述氢裂合酶(ec 4.2.1)是短链烯酰基辅酶a水合酶(ec 4.2.1.150)、3-羟基丁酰辅酶a脱水酶(ec 4.2.1.55)和/或烯酰辅酶a水合酶(ec 4.2.1.17)。
19.根据权利要求18所述的重组生物体或微生物，其中
20.根据权利要求1至19中任一项所述的重组生物体或微生物，其中所述3-羟基丁酰辅酶a至3-羟基丁酸的转化增加是由于所述生物体或微生物中的硫酯水解酶(ec 3.1.2)的水平和/或活性增加。
21.根据权利要求20所述的重组生物体或微生物，其中所述硫酯水解酶(ec 3.1.2)是棕榈酰辅酶a水解酶(ec 3.1.2.2)和/或酰基辅酶a硫酯酶2(ec 3.1.2.20)。
22.根据权利要求21所述的重组生物体或微生物，其中
23.根据权利要求1至22中任一项所述的重组生物体或微生物，其中所述巴豆酸至巴豆酰辅酶a的转化增加是由于所述生物体或微生物中的辅酶a转移酶(ec 2.8.3)和/或酸性硫醇连接酶(ec 6.2.1)和/或酸性激酶(ec 2.7.2)和/或磷酸酰基转移酶(ec 2.3.1)的水平和/或活性增加。
24.根据权利要求23所述的重组生物体或微生物，其中所述辅酶a转移酶(ec 2.8.3)是乙酸辅酶a转移酶(ec 2.8.3.8)。
25.根据权利要求24所述的重组生物体或微生物，其中
26.根据权利要求23所述的重组生物体或微生物，其中所述酸性硫醇连接酶(ec6.2.1)是中链酰基辅酶a连接酶(ec 6.2.1.2)、4-羟基苯甲酸酯辅酶a连接酶/苯甲酸酯辅酶a连接酶(ec 6.2...
【专利技术属性】
技术研发人员：伯努瓦·维利尔斯，丹尼斯·特希鲍特，
申请(专利权)人：环球生物能源公司，
类型：发明
国别省市：
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