本发明专利技术提供一种具有正丙醇和异丙醇途径，1,4-丁二醇（1,4-BDO）和异丙醇途径，1,3-丁二醇（1,3-BDO）和异丙醇途径，或者甲基丙烯酸（MAA）和异丙醇途径的非天然存在的微生物有机体。该微生物有机体包括至少一种编码正丙醇，1,4-BDO，1,3-BDO或MAA和异丙醇途径中每种途径各自的一种酶的外源核酸。本发明专利技术还提供一种协同产生正丙醇和异丙醇，1,4-BDO和异丙醇，1,3-BDO和异丙醇或者MAA和异丙醇的方法。该方法可包括在一定条件下培养一种协同产生正丙醇和异丙醇的微生物有机体并持续足以分别产生每种产物的时间，其中该微生物有机体表达至少一种编码正丙醇，异丙醇，1,4丁二醇，1,3-BDO和/或MAA途径酶并以足以分别产生每种产物的外源核酸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术一般涉及生物合成的方法，更具体地涉及具有正丙醇和异丙醇，1，4- 丁二醇和异丙醇，1，3- 丁二醇和异丙醇，或者甲基丙烯酸和异丙醇生物合成能力的生物。异丙醇(IPA)是一种无色的易燃液体，与大多数溶剂混合完全，包括水。IPA的最大用途是作为溶剂，包括众所周知的但用量很小的“外用酒精”，这是一种IPA和水的混合物。作为溶剂，IPA见于许多日常产品中，例如涂料，油漆，稀释剂，油墨，粘合剂，通用清洁齐U，消毒剂，化妆品，盥洗用品，除冰剂和药品。低级IPA也用于发动机油中。第二个最大作用是作为异丙胺，异丙醚和异丙酯生产的化工中间体。异丙醇可被脱水形成丙烯，丙烯是一种具有超过200万吨的年度市场的聚合物前体。 目前异丙醇(IPA)的全球产生能力大约60亿磅/年，大约74%的全球IPA产量集中在美国，欧洲和日本。异丙醇由两种石化路线生产。主要过程需要在有或没有硫酸催化下使丙烯水合。其次，IPA由丙酮氢化生产，这是在苯酚和环氧丙烷生产中形成的副产品。高价的丙烯目前在整个化学产业中正推动成本上升和利润下降，因而正需要扩大低成本原料的范围。正丙醇可能用作汽油代用品。目前在制药工业中用作多能溶剂，用于表面涂层和墨水配方中。它用作树脂和酯，丙胺和卤丙烷的结构单元。它也用于包装和接触食物的用途。2005年正丙醇的全球产量超过140,000吨。正丙醇由丙醛的催化氢化生产。丙醛本身通过氧化法生产，通过在催化剂例如八羰基钴或者铑配合物存在下用一氧化碳和氢使乙烯醛化。在很多发酵过程中它以少量自然形成。例如，产生非常小量的正丙醇的微生物已经从通过苏氨酸分解代谢的梭菌属(Clostridium)的某些种和啤酒发酵中的酵母中检测到。还不存在已经报道的大量由糖产生I-丙醇的微生物。I, 4- 丁二醇(I, 4-BD0)是一种聚合物中间体和工业溶剂，具有大约30亿磅/年的全球市场。BDO目前由石化前体(主要是乙炔，苹果酸酐和环氧丙烷)生产。例如，在Iteppe合成反应中乙块与 2 分子甲醒反应(Kroschwitz and Grant, Encyclopedia of Chem. Tech.,John Wiley and Sons, Inc. , New York(1999)),随后经催化氢化形成 1，4_ 丁二醇。在下游，1，4-BD0可以被进一步转化；例如，通过氧化形成Y-丁内酯，其可更进一步转化为吡咯烷酮和N-甲基吡咯烷酮或者氢解成四氢呋喃。这些化合物具有各种用途，作为聚合物中间体，溶剂和添加剂，并且具有近20亿磅/年总的市场。1，3- 丁二醇(1，3-BD0)是一个四碳二元醇，通常用作食品调味剂的有机溶剂。也用作聚氨酯和聚酯树脂的共聚单体，并且广泛用作降血糖药。光学活性1，3-BD0是合成生物活性化合物和液晶的一种有用的起始原料。1，3- 丁二醇的大量商业用途是随后脱水提供1，3- 丁二烯(Ichikawa, J. Mol.Catalysis. 256:106-112 (2006) ),250亿磅/年石油化工业用来生产合成橡胶(例如，轮胎)，胶乳和树脂。1，3-BD0传统上由乙炔通过其水合生产。得到的乙醛然后转化成3-羟基丁醛，其随后被还原形成1，3-BD0。特别近几年，作为乙醛的来源乙炔已经被乙烯代替。甲基丙烯酸(MAA)是甲基丙烯甲酯(MMA)的一个关键前体，甲基丙烯甲酯是一种全球需求超过每年45亿磅的化工中间体，其大部分转化为聚丙烯酸酯。合成甲基丙烯甲酯(即，丙酮氰醇路线)的惯用方法包括将丙酮和氰化氢(HCN)转化成丙酮氰醇，其然后经酸催化水解和用甲醇酯化产生MAA。可能致命的HCN运输困难与副产品处置的高昂费用(每吨MAA形成2吨硫酸氢铵)一起已经引起了大量针对更清洁和更经济的方法的研究。作为一种起始原料，MAA可容易通过甲醇酯化转化为MAA。还没有报道由糖大量生产MAA的微生物。本专利技术描述了有效地协同产生商业量的正丙醇和异丙醇，I, 4-BD0和异丙醇，1，3-BD0和异丙醇 或者MAA和异丙醇的微生物有机体和方法，并且其包括相关的优势。专利技术概述本专利技术提供具有正丙醇途径和异丙醇途径的非天然存在的微生物有机体。一方面，本专利技术公开的实施方式涉及一种非天然存在的微生物有机体，其包括具有正丙醇和异丙醇途径的微生物有机体，其中正丙醇途径包括至少一种编码一种正丙醇途径酶并以足以产生正丙醇的量表达的外源性核酸，并且其中异丙醇途径包括至少一种编码一种异丙醇途径酶并以足以产生异丙醇的量表达的外源性核酸。一方面，该正丙醇途径包括丙醛脱氢酶，丙醇脱氢酶，丙酰-CoA:磷酸丙酰基转移酶，丙酰-CoA水解酶，丙酰-CoA转移酶，丙酰-CoA合成酶，丙酸激酶，丙酸还原酶或者丙酰磷酸还原酶，和该异丙醇途径包括乙酰-Cok乙酰基硫解酶，乙酰乙酰-Cok转移酶，乙酰乙酰-Cok水解酶，乙酰乙酰-Cok合成酶，乙酰乙酰-CoA合成酶，乙酰乙酸脱羧酶或者异丙醇脱氢酶。在另一个实施方式中，本专利技术提供一种非天然存在的微生物有机体，包括具有正丙醇和异丙醇途径的微生物有机体，其中该正丙醇途径包括编码正丙醇途径酶并以足以产生正丙醇的量表达的第一组外源性核酸，并且所述的异丙醇途径包括编码异丙醇途径酶并以足以产生异丙醇的量表达的第二组外源性核酸。一方面，该第一组编码正丙醇途径酶包括丙醛脱氢酶和丙醇脱氢酶；或者丙酰-CoA:磷酸丙酰基转移酶，丙酰磷酸还原酶和丙醇脱氢酶；或者丙酰-CoA水解酶或者丙酰-CoA转移酶或者丙酰-CoA合成酶，丙酸激酶，丙酰磷酸还原酶和丙醇脱氢酶；或者丙酰-CoA水解酶或者丙酰-CoA转移酶或者丙酰-CoA合成酶，丙酸还原酶和丙醇脱氢酶。另一方面，第二组编码异丙醇途径酶包括乙酰-CoA乙酰基硫解酶，乙酰乙酰-Cok转移酶，乙酰乙酰-Cok水解酶，乙酰乙酰-Cok合成酶或者乙酰乙酰-CoA合成酶，乙酰乙酸脱羧酶，和异丙醇脱氢酶。另一方面，本专利技术提供一种非天然存在的微生物有机体，其具有编码正丙醇途径酶的第一组外源性核酸和编码异丙醇途径酶的第二组外源性核酸，其中第一组编码PEP羧激酶或者PEP羧化酶，苹果酸脱氢酶，延胡索酸酶，延胡索酸还原酶，琥珀酰-Cok转移酶或者琥珀酰-CoA合成酶，甲基丙二酰-CoA变位酶，甲基丙二酰-CoA脱羧酶，以及丙醛脱氢酶和丙醇脱氢酶；或者丙酰-CoA:磷酸丙酰基转移酶和丙酰磷酸还原酶；或者丙酰-Cok水解酶或者丙酰-CoA转移酶或者丙酰-CoA合成酶，丙酸激酶，丙酰磷酸还原酶和丙醇脱氢酶；或者丙酰-CoA水解酶或者丙酰-CoA转移酶或者丙酰-CoA合成酶，丙酸还原酶和丙醇脱氢酶；和第二组编码丙酮酸激酶，丙酮酸脱氢酶或者丙酮酸铁氧还蛋白氧化还原酶；或者丙酮酸甲酸裂解酶，丙酮酸甲酸裂解酶激活酶和甲酸脱氢酶，乙酰-CoA乙酰基硫解酶，乙酰乙酰-Cok转移酶或者乙酰乙酰-Cok水解酶或者乙酰乙酰-Cok合成酶，乙酰乙酸脱羧酶，和异丙醇脱氢酶。另一方面，本专利技术提供一种非天然存在的微生物有机体，其具有编码正丙醇途径酶的第一组外源性核酸和编码异丙醇途径酶的第二组外源性核酸，其中第一组编码PEP羧激酶或者PEP羧化酶，苏氨酸脱氨酶，以及2-氧代丁酸脱羧酶和丙醇脱氢酶；或者2-氧代丁酸脱氢酶，丙醛脱氢酶和丙醇脱氢酶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：普里蒂·法克雅，A·P·博加德，罗宾·E·奥斯特豪特，M·J·伯克，孙军，
申请(专利权)人：基因组股份公司，
类型：发明
国别省市：
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