[發(fā)明專利]從氣態(tài)底物發(fā)酵生產(chǎn)β-酮己二酸鹽

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180004574.4
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN114144513A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·丹尼爾;M·科普克;R·O·延森
• 申請（專利權(quán)）人: 朗澤科技有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12P7/50;C12R1/02;C12R1/01;C12R1/145
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11285
• 代理人: 孫占華;張廣育

本文提供了用于從氣態(tài)底物例如二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和/或氫氣(H₂)發(fā)酵生產(chǎn)β?酮己二酸鹽的微生物和方法。此外，本文提供的方法是用于生產(chǎn)含有β?酮己二酸鹽的聚合物的方法，所述方法可以通過轉(zhuǎn)移廢物(例如，塑料廢物)來潛在地實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2020年4月29日提交的美國臨時專利申請第63/017,408號的權(quán)益，所述美國臨時專利申請的全部內(nèi)容以引用方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

提供了用于從氣態(tài)底物例如二氧化碳(CO₂)、一氧化碳(CO)和/或氫氣(H₂)發(fā)酵生產(chǎn)β-酮己二酸鹽的微生物和方法。

背景技術(shù)

緩解迫切的氣候變化需要大幅減少溫室氣體(GHG)的排放，所述GHG如通過煤和石油等化石燃料的燃燒生成的那些。雖然燃料和化學品的可持續(xù)來源目前不足以顯著取代對化石碳的依賴性，但是氣體發(fā)酵最近已成為用于將如CO、CO₂和/或H₂的氣體生物固定成可持續(xù)燃料和化學品的替代性平臺。具體地，氣體發(fā)酵技術(shù)可以利用包含氣化的含碳物質(zhì)(例如，市政固體廢物或農(nóng)業(yè)廢物)或工業(yè)廢氣(例如，來自鋼廠或煉油廠)在內(nèi)的廣泛范圍的原料來產(chǎn)生乙醇、噴氣燃料和各種其它產(chǎn)品。僅靠氣體發(fā)酵就可以取代30％的原油使用量并使全球CO₂排放量減少10％，但是，與任何破壞性技術(shù)一樣，在充分發(fā)揮這一潛力之前，必須克服許多技術(shù)挑戰(zhàn)。

附圖說明

圖1是示出用于生產(chǎn)β-酮己二酸鹽的酶促途徑的圖式。

具體實施方式

提供了一種用于生產(chǎn)β-酮己二酸鹽的微生物，所述微生物包含將琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)化為3-氧代己二酰輔酶A的異源酶和將3-氧代己二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為β-酮己二酸鹽的異源酶。在一個實施方式中，將琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)化為3-氧代己二酰輔酶A的酶是3-氧代己二酰輔酶A硫解酶(EC 2.3.1.-)。在一個實施方式中，將3-氧代己二酸輔酶A轉(zhuǎn)化為β-酮己二酸鹽的酶是β-酮己二酸輔酶A轉(zhuǎn)移酶(EC 2.8.3.6)。在一個實施方式中，將3-氧代己二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為β-酮己二酸鹽的酶是硫酯酶(EC 3.1.2.20)。在一個實施方式中，將3-氧代己二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為β-酮己二酸鹽的酶是磷酸丁酰轉(zhuǎn)移酶(Ptb)(EC 2.3.1.19)和丁酸激酶(Buk)(EC2.7.2.7)。如WO 2017/0066498中所述，Ptb和Buk是共同工作以分別將?；o酶A和烯?；o酶A轉(zhuǎn)化為其對應(yīng)的酸或鏈烯酸鹽，與此同時通過底物水平磷酸化生成ATP的酶。

琥珀酰輔酶A可以通過任何天然或異源途徑產(chǎn)生。

在一種情況下，微生物含有將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為富馬酸鹽的天然酶、將富馬酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酸鹽的天然或異源酶，以及將琥珀酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A的天然或異源酶。在一個實施方式中，將富馬酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酸鹽的酶是富馬酸還原酶(EC 1.3.1.6)。在一個實施方式中，將琥珀酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A的酶是琥珀酸:輔酶A連接酶(EC 6.2.1.5)。

在另一種情況下，微生物含有將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為α-酮戊二酸鹽的天然酶，和將α-酮戊二酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A的天然或異源酶。在一個實施方式中，將α-酮戊二酸鹽轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A的酶是氧代戊二酸脫氫酶(EC 1.2.4.2)。

將3-氧代己二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為β-酮己二酸鹽還產(chǎn)生了琥珀酰輔酶A，所述琥珀酰輔酶A可反饋回上游步驟。

微生物可包含進一步的遺傳修飾，諸如敲除或敲低基因以改善至β-酮己二酸鹽的碳通量(例如，以消除耗竭中間體的競爭反應(yīng))、以過度表達關(guān)鍵途徑酶，和/或以用異源酶補充或替代天然酶來改善途徑性能。

β-酮己二酸鹽也可以酶促轉(zhuǎn)化為附加下游產(chǎn)物。在一個實施方式中，微生物包含將β-酮己二酸鹽轉(zhuǎn)化為己二酸的天然或異源酶。