描述了特征如下的重组微生物：具有磷酸转酮酶活性、与未修饰的微生物相比通过失活编码磷酸果糖激酶的基因或通过减少磷酸果糖激酶活性而具有削弱或失活的Embden-Meyerhof-Parnas途径(EMPP)和与未修饰的微生物相比通过失活编码葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的基因或通过减少葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性而具有削弱或失活的戊糖磷酸途径(PPP)氧化支路。这些微生物可以用于产生有用代谢物如丙酮、异丁烯或丙烯。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】描述了特征如下的重组微生物：具有磷酸转酮酶活性、与未修饰的微生物相比通过失活编码磷酸果糖激酶的基因或通过减少磷酸果糖激酶活性而具有削弱或失活的Embden-Meyerhof-Parnas途径(EMPP)和与未修饰的微生物相比通过失活编码葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的基因或通过减少葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性而具有削弱或失活的戊糖磷酸途径(PPP)氧化支路。这些微生物可以用于产生有用代谢物如丙酮、异丁烯或丙烯。【专利说明】用于产生有用代谢物的重组微生物本专利技术涉及特征如下的重组微生物:具有磷酸转酮酶活性、与未修饰的微生物相比通过失活编码磷酸果糖激酶的基因或通过减少磷酸果糖激酶活性而具有削弱或失活的Embden-Meyerhof-Parnas途径(EMPP)或不具有磷酸果糖激酶活性,和与未修饰的微生物相比通过失活编码葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的基因或通过减少葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性而具有削弱或失活的戊糖磷酸途径(PPP)氧化支路或不具有葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性。这种微生物可以用于产生有用代谢物如丙酮、异丁烯或丙烯。对于过去的数十年，代谢工程实践者已经致力于为生产化学品提供生物解决方案，由此为较传统的化学方法提供替代方法。通常而言，生物解决方案允许利用可再生原料(例如糖)并且与基于现有石油化学的方法竞争。一种用于生产化学品的多步骤生物解决方案一般包含微生物作为将原料转化成靶分子的催化剂。用于产生特定靶分子的全套酶反应可以划分成属于中心碳途径的那些酶反应和属于产物特异性途径的那些酶反应。属于中心碳途径和产物特异性途径的反应是关联的，原因在于必须在有助于该方法的竞争力总体权衡下考虑每种酶反应反应的氧化还原约束条件(一般是NAD(P)H)和能量学约束条件(一般是ATP)。历史上，已经将依赖糖生长的异养生物的中心碳途径描述为 Embden-Meyerhoff-Parnas 途径(EMPP)、戍糖憐酸途径(PPP)、Entner-Doudoroff 途径(EDP)和憐酸转酮酶途径(PKP)(见 Gottschalk (1986)，Bacterial Metabolism,第 2 版，Springer-Verlag, New York)。每个中心途径或中心途径组合相对于特定祀分子提供优点和缺点。为了提供有竞争力的生物方法，已经描述了具有涉及EMPP，PPP和EDP的修饰的重组微生物(M.Emmerling 等人,Metab.Eng.1:117 (1999) ；L.0.1ngram 等人,Appl.Environ.Microbiol.53:2420(1987) ；C.T.Trinh 等人，Appl.Environ.Microbiol.74:3634 (2008))。最近，已经描述了具有涉及PKP的修饰的重组微生物(见Sonderegger等人，Appl.Environ.Microbiol.70 (2004)，2892-2897，美国专利 7，253，001，Chinen 等人，J.Biosc1.Bioeng.103 (2007)，262-269，美国专利 7，785，858 ；Fleige 等人，Appl.Microbiol.CellPhysiol.91(2011)，769 -776)。EMPP将Imol葡萄糖转化成2mol丙酮酸(PYR)。当需要乙酰-CoA时，Imol PYR可以转化成Imol乙酰-CoA，同时生成Imol CO2和Imol NADH0在方程式I中给出总反应。葡萄糖+2ADP+2H3P04+2CoA+4NAD+ —2 乙酰-CoA+2C02+2ATP+2H20+4NADH+4H+(方程式I)PPP提供将Imol葡萄糖转化成Imol C0dP2mol NADPH的手段，同时产生0.67moI果糖-6-磷酸(F6P)和0.33mol甘油醛-3-磷酸(GAP)。如此形成的F6P和GAP必须由其他反应途径代谢，例如由EMPP代谢。EDP将Imol葡萄糖转化成Imol GAP和Imol PYR,同时产生Imol NADPH。与PPP同样地，如此形成的GAP必须由其他反应途径代谢。PKP提供将Imol葡萄糖转化成lmol GAP和1.5mol乙酰磷酸(AcP)的手段。当需要乙酰-Cok时，I当量AcP加上I当量辅酶A(CoA)可以由磷酸转乙酰酶的作用转化成I当量乙酰-CoA和I当量无机磷酸(Pi)。对于从借助PKP和相对于AcCoA部分在氧化还原中性附近产生的AcCoA部分所衍生的特定靶分子，存在总体能量平衡的缺乏。PKP(和类似地，PPP和EDP)不产生用于将葡萄糖转化成葡萄糖-6-磷酸的ATP。在磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)依赖性葡萄糖摄取的情况下，必须通过其他手段(例如借助EMPP)产生PEP。借助PKP再循环GAP恶化这种情况，特别在产物特异性途径提供少量ATP时。Sonderegger (见上述引文)和美国专利7，253, 001公开了重组酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株,所述菌株包含天然或过量表达的磷酸转酮酶活性,连同过量表达的磷酸转乙酰酶以增加葡萄糖/木糖混合物转化成乙醇的产率。这些菌株特征在于EMPP和PPP均运行的PEP非依赖性葡萄糖摄入。Chinen (见上述引文)和美国专利7，785，858公开了选自肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、棒状细菌和芽孢杆菌属(Bacillus)细菌的重组细菌,所述重组细菌包含增加的磷酸转酮酶活性用于将葡萄糖转化成借助中间体乙酰-CoA产生的靶分子，所述靶分子包括由L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸、L-精氨酸、L-亮氨酸、L-半胱氨酸、琥珀酸和聚羟丁酸组成的组。这些菌株特征在于EMPP可操作的PEP依赖性葡萄糖摄入。值得注意地，与野生型或未修饰的菌株相比，美国专利7，785，858的细菌中磷酸果糖激酶的活性减少(见第33页)。特定微生物是否利用PEP非依赖性葡萄糖摄入或PEP依赖性葡萄糖摄入影响一个过程的总体能量学平衡。例如，酿酒酵母(s.cerevisiae)菌株天然地利用PEP非依赖性葡萄糖摄入，而大肠杆菌菌株天然地利用PEP依赖性葡萄糖摄入。Flores等人(MetabolicEngineering(2005) 7, 70-87)和美国专利7，371，558已经公开了 PEP依赖性葡萄糖摄取已被替换为PEP非依赖性葡萄糖摄取的大肠杆菌菌株。具体而言，美国专利7，371，558公开了增加葡萄糖转化成1， 3-丙二醇的产率的葡萄糖摄取修饰。这些菌株特征在于EMPP和PPP均运行的PEP非依赖性葡萄糖摄入，值得注意的是不存在磷酸转酮酶活性。存在开发重组微生物的需求，所述重组微生物包含通过最佳容忍酶反应的氧化还原约束条件和能量学约束条件而使原料最大限度转化成产物的中央碳途径和产物特异性途径。 申请人:已经通过提供如权利要求书中定义的实施方案满足这种需求。因而，本专利技术涉及特征如下的重组微生物:a)具有磷酸转酮酶活性；b) (i)与未修饰的微生物相比通过失活编码磷酸果糖激酶的基因或通过减少磷酸果糖激酶活性而具有削弱或失活的Embden-Meyerhof-Parnas途径(EMPP);或(ii)不具有磷本文档来自技高网...
【技术保护点】
重组微生物，其特征在于：a)具有磷酸转酮酶活性；b)(i)与未修饰的微生物相比通过失活编码磷酸果糖激酶的基因或通过减少磷酸果糖激酶活性而具有削弱或失活的Embden‑Meyerhof‑Parnas途径(EMPP)；或(ii)不具有磷酸果糖激酶活性；和c)(i)与未修饰的微生物相比通过失活编码葡萄糖‑6‑磷酸脱氢酶的基因或通过减少葡萄糖‑6‑磷酸脱氢酶活性而具有削弱或失活的戊糖磷酸途径(PPP)氧化支路；或(ii)不具有葡萄糖‑6‑磷酸脱氢酶活性。
【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：P·马利埃，
申请(专利权)人：财富科学家股份有限公司，
类型：发明
国别省市：卢森堡;LU
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