[发明专利]生物合成途径、重组细胞和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年5月29日提交的美国临时专利申请顺序号61/652,505的优先权，其通过引用结合到本文中。

概述

本公开内容一方面描述了重组细胞，其经修饰而表现出与野生型对照相比酯的生物合成增加。所述重组细胞可以是真核细胞或原核细胞。在某些情况下，所述微生物细胞可以是光合的。在某些情况下，所述微生物细胞可以是分解纤维素的。在某些实施方案中，所述重组细胞可以表现出与野生型对照相比有机酸向酰基辅酶A的转化增加，与野生型对照相比酮酸向酰基辅酶A的转化增加，与野生型对照相比醛向有机酸的转化增加，与野生型对照相比醛向醇的转化增加，或与野生型对照相比酰基辅酶A与醇结合形成酯的增加。

另一方面，本公开内容描述了方法，其通常包括在使经修饰而表现出与野生型对照相比酯的生物合成增加的重组细胞有效产生酯的条件下在包含碳源的培养基中孵育所述重组细胞，其中所述碳源包括以下的一种或多种：葡萄糖、丙酮酸、酮缬氨酸、CO₂、纤维素、木糖、蔗糖、阿拉伯糖或甘油。

另一方面，本公开内容描述了通常包括将异源多核苷酸引入宿主细胞的方法，所述异源多核苷酸编码催化将碳源转化为酯的步骤的至少一种多肽，其中所述至少一种多核苷酸与启动子操作性连接，使得所述修饰的宿主细胞催化碳源向酯转化。在某些实施方案中，所述碳源可包括以下的一种或多种：葡萄糖、丙酮酸、酮缬氨酸、CO₂、纤维素、木糖、蔗糖、阿拉伯糖或甘油。在某些实施方案中，所述宿主细胞可以是真核细胞。在其它实施方案中，所述宿主细胞可以是原核细胞。在某些实施方案中，所述宿主细胞可以是光合的。在某些实施方案中，所述宿主细胞可以是分解纤维素的。

本发明的以上概述无意描述本发明的每个公开的实施方案或每种实施。以下描述更详细地举例说明了说明性的实施方案。在本申请全文的若干处，通过实施例列表提供指导，可以不同组合使用所述实施例。在每种情况下，给出的列表仅作为代表性的群组，而不应视为排他性的列表。

附图简述

图1. (a) 所提出的人工生物合成酯的途径。(b) 实例分子。(c) 用作燃料和化学品的酯的优势。

图2. 酯异丁酸异丁酯的示例性的合成途径。两个独立的途径可导致异丁酰辅酶A的产生。

图3. (a) 质粒和(b) 气相色谱数据结果，显示了异丁酸异丁酯的生物合成。

图4. 产生乙酸异丁酯(IBAC)和乙酸异戊酯(IVAC)的合成途径。所述途径的工程化步骤在框图中显示。NADPH-依赖性酶用虚线圈表示，关键性酶酰基转移酶用虚线长方形表示。缩略语：PDC (丙酮酸脱氢酶复合物), AAT (醇酰基转移酶)；其它酶在图5中说明。

图5. 对于(a) 乙酸异丁酯(IBAC) (b) 乙酸异戊酯(IVAC)的产生的合成的操纵子。缩略语：AAT (醇酰基转移酶)。

图6. 对于(a) 乙酸异丁酯的产生和(b) 乙酸异戊酯的产生，引入5种候选的酰基转移酶(AAT)的发酵结果。误差棒表示标准偏差。这5种AAT及其天然底物见表3。

说明性实施方案的详述