[發明專利]用于產生己二酸和其他化合物的微生物

有效

• 申請號: 201310408211.4
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN103555643A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: A·P·博加德;普里蒂·法克雅;羅賓·E·奧斯特豪特
• 申請（專利權）人: 基因組股份公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N1/15;C12N1/19;C12P7/44;C12P13/00;C12P17/10
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 陳建芳;閻娬斌

本申請是申請日為2009年3月27日、優先權日為2008年3月27日、申請號為200980119404.X、發明名稱為“用于產生己二酸和其他化合物的微生物”的發明專利申請的分案申請。

本申請要求于2008年3月27日申請的美國臨時系列號61/040,059的優先權權益，該申請的全部內容通過引用合并于此。

發明背景

本發明總體上涉及生物合成方法，且更具體地涉及具有己二酸、6-氨基己酸和己內酰胺生物合成能力的生物體。

己二酸，一種分子量為146.14的二羧酸，是一種具有商業意義的化合物。其主要用途是制備尼龍6，6，一種通過將己二酸與環己二胺縮合制備的線性聚酰胺，其主要用于制造不同種類的纖維。己二酸的其他用途包括其在增塑劑、不飽和聚酯和聚酯多元醇中的用途。其他用途包括用于制備聚氨酯、潤滑劑組分，和作為調味劑和膠凝助劑用作食品成分。

過去，己二酸使用氧化作用由各種脂肪制備。目前用于己二酸合成的商業方法依靠使用過量的濃硝酸氧化KA油——一種環己酮(酮或K組分)和環己醇(醇或A組分)的混合物，或氧化純環己醇。此方案有幾種變型，其區別在于產生KA或環己醇的途徑。例如，苯酚是KA油制備中的替代原料，并且已經描述了用于從苯酚合成己二酸的方法。此方法的其他方式傾向于使用除硝酸以外的氧化劑，諸如過氧化氫、空氣或氧。

己內酰胺是一種有機化合物，其是6-氨基己酸(ε-氨基己酸、氨基己酸)的內酰胺。或者其可以被認為是己酸的環酰胺。己內酰胺的主要工業應用是作為制備尼龍-6的單體。大多數己內酰胺使用硫酸羥銨經肟化方法然后使用Beckmann重排工藝步驟通過催化重排合成自環己酮。

因此，存在著用于有效地制備商業數量的化合物諸如己二酸和己內酰胺的可替代方法的需求。本發明滿足了這種需求并還提供了相關的優勢。

發明概述

本發明提供了具有己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺途徑的非天然存在的微生物生物體。該微生物生物體含有至少一種編碼己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺途徑中各自的酶的外源性核酸。本發明還提供了一種產生己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺的方法。該方法可以包括在產生己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺的條件下和足以產生己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺的時間內培養產生己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺的微生物生物體，其中所述微生物生物體以足以產生各自產物的量表達至少一種編碼己二酸、6-氨基己酸或己內酰胺途徑酶的外源性核酸。

附圖簡要說明

圖1顯示在產黃青霉菌(Penicillium?chrysogenum)的過氧化酶體中降解己二酸的示例性途徑。

圖2顯示經逆降解途徑形成己二酸的示例性途徑。對于己二酰-CoA至己二酸的最終轉變提供了幾種選擇。

圖3顯示經3-氧代己二酸途徑形成己二酸的示例性途徑。

圖4顯示己二酸合成和還原性TCA循環的3-氧代己二酸途徑的最后三個步驟的類似酶化學。

圖5顯示經順，順-己二烯二酸從葡萄糖合成己二酸的示例性途徑。生物合成中間體(縮寫)：D-赤蘚糖4-磷酸(E4P)、磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)、3-脫氧-D-阿拉伯庚酮糖酸7-磷酸(DAHP)、3-脫氫奎尼酸(DHQ)、3-脫氫莽草酸(DHS)、原兒荼酸(PCA)。酶(編碼基因)或反應條件：(a)DAHP合成酶(aroFFBR)、(b)3-脫氫奎尼酸合成酶(aroB)、(c)3-脫氫奎尼酸脫水酶(aroD)、(d)DHS脫水酶(aroZ)、(e)原兒荼酸脫羧酶(aroY)、(f)兒荼酚1，2-雙加氧酶(catA)、(g)10％Pt／C，H₂，3400kPa，25℃。附圖取自Niu等，Biotechno1.Prog.18：201-211(2002))。

圖6顯示使用α-酮戊二酸作為起點經α-酮己二酸合成己二酸的示例性途徑。

圖7顯示使用賴氨酸作為起點合成己二酸的示例性途徑。

圖8顯示使用己二酰-CoA作為起點的示例性己內酰胺合成途徑。

圖9顯示使用α-酮己二酸作為起點的示例性己二酸合成途徑。

發明詳述