[發明專利]用于生物合成異丁烯的方法

在審

• 申請號: 201480050862.3
• 申請日: 2014-08-05
• 公開（公告）號: CN105683384A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: A.L.博特斯;A.V.E.康拉迪
• 申請（專利權）人: 英威達技術有限責任公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02;C12N15/66
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張文輝

本申請要求2013年8月5日提交的美國臨時申請系列號61/862,422的 優先權。在先申請的內容通過提述以其整體并入本文。

技術領域

本文件涉及使用一種或多種分離的酶(如烯酰-CoA脫水酶，甲羥戊酸 二磷酸脫羧酶，或脫羧硫酯酶(TE)如CurMTE中的一種或多種)，或使 用表達一種或多種此類酶的重組宿主細胞來生物合成異丁烯的方法。

發明背景

在燃料添加劑、丁基橡膠聚合物和抗氧化劑的生產中，異丁烯(isobutene) 是一種重要的單體(Bianca等,Appl.MicrobiolBiotechnol.,2012,93,1377- 1387)。

使用異丁烯作為原料的商品的制造商依賴于很多基于石油的來源，包括 (i)從丁二烯分離的來自蒸汽裂化器的C4流，(ii)來自催化性裂化器的丁 烯-丁烷級分和(iii)正丁烷(來自LPG)，其異構化成異丁烷并脫氫成異丁 烯。

考慮到對石油化工原料和能源密集工藝的依賴性，生物技術提供了通過 生物催化進行的備選方法。生物催化是使用生物催化劑(如酶或全細胞)來 進行有機化合物的生物化學轉化。

因此，針對這種背景，顯然需要用于生產中間物，特別是異丁烯的可持 續方法，其中該方法是基于生物催化的。對于該生物催化方法，生物來源的 原料和石油化工原料均是可行的起始材料。

發明概述

本發明至少部分地基于構建高效的生物化學途徑用于生產3-甲基-3-羥 基-丁酸(3-methyl-3-hydroxy-butyrate)，其可以由甲羥戊酸二磷酸脫羧酶 (mevalonatediphosphatedecarboxylase)，或脫羧硫酯酶(decarboxylating thioesterase)(TE)例如CurMTE轉化為異丁烯。此類途徑依賴于R-特異性烯 酰-CoA脫水酶(R-specificenoyl-CoAhydratase)以將(R)-3-羥基官能團引入3- 甲基-丁-2-烯酰-CoA(3-methyl-but-2-enoyl-CoA)。在本發明之前，不知道能夠 將(R)-3-羥基官能團引入3-甲基-丁-2-烯酰-CoA的酶可以用于生物學合成3- 羥基-3-甲基丁酸鹽。另外，如本文所述的，使用酰基載體蛋白對3-甲基-3- 羥基丁酸鹽底物的活化以及3-羥基基團的磺化允許通過脫羧硫酯酶(如CurM TE)轉化為異丁烯。

因此，本文件提供途徑和酶，其可以經過共同的中間體，3-甲基-3-羥基 -丁-2-烯酰-CoA，將中心前體3-甲基-2-氧代丁酸(3-methy-2-oxobutanoate) 或4-甲基-2-氧代戊酸(4-methy-2-oxopentanoate)轉化為異丁烯。如本文所 使用的，術語“中心前體”用于表示本文示出的任意代謝途徑中的任意代謝 物，其通向異丁烯的合成。術語“中心代謝物”用于本文來表示在所有微生 物中產生以支持生長的代謝物。