BRPI0719262B1 - SACCHAROMYCES CELL AND PROCESS FOR ETHANOL PRODUCTION - Google Patents

SACCHAROMYCES CELL AND PROCESS FOR ETHANOL PRODUCTION Download PDF

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BRPI0719262B1
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Jeroen Adriaan Van Maris Antonius
Thomas Pronk Jacobus
Wouter Wisselink Hendrik
Pieter Van Dijken Johannes
Adriaan Winkler Aaron
Hendrik De Winde Johannes
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Dsm Ip Assets B.V.
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Description

"CÉLULA DE SACCHAROMYCES E PROCESSO PARA PRODUÇÃO DE ETANOL" Campo da Invenção [001] A invenção se refere a uma célula eucariótica apresentando a capacidade de usar L-arabinose e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado e a um processo para produção de um produto de fermentação pelo que esta célula é usada, Histórico da Invenção [002] Combustível etanol é conhecido como uma alternativa valiosa aos combustíveis fósseis. A produção de etanol economicamente viável da fração de hemicelulose dá biomassa da planta requer a conversão fermentativa simultânea de ambas as pentoses e hexoses em taxas comparáveis e com altos rendimentos. Leveduras, especificamente, Saccharomyces spp., são as candidatas mais apropriadas para este processo, uma vez que elas podem desenvolver e fermentar rapidamente em hexoses, ambas aeróbica e anaerobicamente. Adicionalmente, elas são muito mais resistentes ao ambiente tóxico dos hidrolisados de lignocelulose que as bactérias (geneticamente modificadas).Field of the Invention The invention relates to a eukaryotic cell having the ability to use L-arabinose and / or convert L-arabinose to L-ribulose, and / or xylulose. -phosphate and / or a desired fermentation product and a process for producing a fermentation product whereby this cell is used. Background of the Invention Ethanol fuel is known as a valuable alternative to fossil fuels. Economically viable ethanol production from the hemicellulose fraction yielding plant biomass requires simultaneous fermentative conversion of both pentoses and hexoses at comparable rates and with high yields. Yeasts, specifically Saccharomyces spp., Are the most appropriate candidates for this process, as they can develop and ferment rapidly in hexoses, both aerobically and anaerobically. Additionally, they are much more resistant to the toxic environment of lignocellulose hydrolysates than bacteria (genetically modified).

[003] O EP 1 499 708 descreve um processo para fabricação de cepas de S. c&rèvlsiâè capazes de produzir etanol a partir de L-arabinose. Estas cepas foram modificadas por introdução do gene de ara A (L-arabinose isomerase) de Bacillus subtilis, os genes araB (L-ribuloquinase) e araD (L-ribulose-5-P4-epimerase) de Escherichia coli. Adicionalmente, estas cepas portavam tanto mutações adicionais em seu genoma quanto superexpressando um gene TALl (transaldolase). Contudo, estas cepas possuem várias desvantagens. Elas fermentam arabinose em condições limitadas de oxigênio. Além disso, elas possuem uma taxa de produção de tanol baixa de 0,05 g.g_1.h_1 (Becker and Boles, 2003). Adicionalmente, estas cepas não são capazes de usar L-arabinose sob condições anaeróbicas. Finalmente, estas cepas de S. cerevisiae possuem uma base do tipo selvagem, portanto elas não podem ser usadas para co-fermentar vários açúcares C5.EP 1 499 708 describes a process for manufacturing S. c & rèvlsiâè strains capable of producing ethanol from L-arabinose. These strains were modified by introduction of the Bacillus subtilis ara A (L-arabinose isomerase) gene, the araB (L-ribulokinase) and araD (L-ribulose-5-P4-epimerase) genes. Additionally, these strains carried both additional mutations in their genome and overexpressing a TAL1 (transaldolase) gene. However, these strains have several disadvantages. They ferment arabinose under limited oxygen conditions. In addition, they have a low tannin production rate of 0.05 g.g_1.h_1 (Becker and Boles, 2003). Additionally, these strains are not able to use L-arabinose under anaerobic conditions. Finally, these S. cerevisiae strains have a wild-type base, so they cannot be used to co-ferment various C5 sugars.

[004] O WO 03/062430 e o WO 06/009434 revelam cepas de levedura capazes de converter xilose em etanol. Estas cepas de levedura são capazes de isomerizar diretamente xilose em xilulose.WO 03/062430 and WO 06/009434 disclose yeast strains capable of converting xylose to ethanol. These yeast strains are capable of directly isomerizing xylose into xylulose.

[005] Ainda, existe a necessidade de cepas alternativas para produção de etanol que funcionem melhor e sejam mais robustas e resistentes para condições de produção relativamente severas.Still, there is a need for alternative strains for ethanol production that work better and are more robust and resistant to relatively harsh production conditions.

Descrição dos Desenhos [006] Figura 1. Mapas de plasmídeos de pRW231 e pRW243.Description of the Drawings Figure 1. Plasmid maps of pRW231 and pRW243.

[007] Figura 2. Padrão de crescimento de cultivos em frasco de agitação da cepa RWB219 (O) e IMS0001 (·) em meio sintético contendo 0,5% de galactose (A) e 0,1% de galactose + 2% L-arabinose (B) . As culturas cresceram por 72 horas em meio sintético com galactose (A) e então foram transferidas para o meio sintético com galactose e arabinose (B). O crescimento foi determinado por medição de ODeeo · [008] Figura 3. Taxa de crescimento durante transferências em série de S. cerevisiae IMS0001 em culturas em frasco de agitação contendo meio sintético com 2% (peso/volume) de L-arabinose. Cada ponto de dado representa a taxa de crescimento estimada de OÜ660 medido durante o crescimento (exponencial). Os círculos abertos e fechados representam experimentos de transferência em série em duplicata.[007] Figure 2. Growth pattern of RWB219 (O) and IMS0001 (·) shake flask cultures in synthetic medium containing 0.5% galactose (A) and 0.1% galactose + 2% L -arabinosis (B). Cultures were grown for 72 hours in galactose (A) synthetic medium and then transferred to galactose and arabinose (B) synthetic medium. Growth was determined by ODeeo measurement. Figure 3. Growth rate during serial transfer of S. cerevisiae IMS0001 in shake flask cultures containing 2% (weight / volume) L-arabinose synthetic medium. Each data point represents the estimated OÜ660 growth rate measured during (exponential) growth. Open and closed circles represent duplicate serial transfer experiments.

[009] Figura 4. Taxa de crescimento durante uma fermentação de SBR anaeróbica de S. cerevisiae IMS0001 em meio sintético com 2% (peso/volume) de L-arabinose. Cada ponto de dados representa a taxa de crescimento estimada do perfil de CO2 (linha cheia) durante o crescimento exponencial.Figure 4. Growth rate during an anaerobic SBR fermentation of S. cerevisiae IMS0001 in synthetic medium with 2% (w / v) L-arabinose. Each data point represents the estimated growth rate of the CO2 profile (full line) during exponential growth.

[010] Figura 5. Consumo de açúcar e formação do produto durante fermentações de batelada anaeróbica da cepa IMS0002. As fermentações foram realizadas em um meio sintético suplementado com: 20 g L-1 de arabinose (A) ; 20 g L_1 de glicose e 20 g L_1 de arabinose (B) ; 30 g L-1 de glicose, 15 g L_1 de xilose, e 15 g L_1 de arabinose (C) ;[010] Figure 5. Sugar consumption and product formation during anaerobic batch fermentations of the IMS0002 strain. Fermentations were performed in a synthetic medium supplemented with: 20 g L-1 arabinose (A); 20 g L_1 glucose and 20 g L_1 arabinose (B); 30 g L-1 glucose, 15 g L_1 xylose, and 15 g L_1 arabinose (C);

Consumo de açúcar e formação de produto durante fermentações de batelada anaeróbica com uma mistura das cepas IMS0002 e RWB218. As fermentações foram realizadas em 1 litro de meio sintético suplementado com 30 g L_1 de glicose, 15 g L_1 de xilose, e 15 g L_1 de arabinose (D) . Símbolos: glicose (·) ; xilose (O); arabinose (I); etanol calculado da produção cumulativa de CO2 (□) ; etanol medido por HPLC (A); produção cumulativa de CO2 (Δ) ; xilitol(T).Sugar consumption and product formation during anaerobic batch fermentations with a mixture of IMS0002 and RWB218 strains. Fermentations were performed in 1 liter of synthetic medium supplemented with 30 g L_1 glucose, 15 g L_1 xylose, and 15 g L_1 arabinose (D). Symbols: glucose (·); xylose (O); arabinose (I); ethanol calculated from cumulative CO2 production (□); HPLC-measured ethanol (A); cumulative CO2 production (Δ); xylitol (T).

[011] Figura 6. Consumo de açúcar e formação de produto durante fermentação da batelada anaeróbica das células da cepa IMS0002 selecionada para crescimento anaeróbico em xilose. A fermentação foi realizada em 1 litro de meio sintético suplementado com 20 g L_1 de xilose e 20 g L_1 de arabinose. Símbolos: xilose (O); arabinose (■); etanol medido por HPLC (▲) ; produção cumulativa de CO2 (Δ) ; xilitol (T) .[011] Figure 6. Sugar consumption and product formation during anaerobic batch fermentation of cells of strain IMS0002 selected for anaerobic xylose growth. Fermentation was performed in 1 liter of synthetic medium supplemented with 20 g L_1 xylose and 20 g L_1 arabinose. Symbols: xylose (O); arabinose (■); HPLC-measured ethanol (▲); cumulative CO2 production (Δ); xylitol (T).

[012] Figura 7. Consumo de açúcar e formação de produto durante uma fermentação de batelada anaeróbica da cepa IMS0003. A fermentação foi realizada em 1 litro de meio sintético suplementado com: 30 g L-1 de glicose, 15 g L_1 de xilose e 15 g L-1 de arabinose. Símbolos: glicose (·); xilose (O); arabinose (■); etanol calculado de produção cumulativa de CO2 (□) ; etanol medido por HPLC (A); produção cumulativa de CO2 (Δ) .[012] Figure 7. Sugar consumption and product formation during an anaerobic batch fermentation of the IMS0003 strain. Fermentation was carried out in 1 liter of synthetic medium supplemented with: 30 g L-1 glucose, 15 g L_1 xylose and 15 g L-1 arabinose. Symbols: glucose (·); xylose (O); arabinose (■); calculated ethanol from cumulative CO2 production (□); HPLC-measured ethanol (A); cumulative CO2 production (Δ).

Descrição da Invenção Célula Eucariótica [013] Em um primeiro aspecto, a invenção se refere a uma célula eucariótica capaz de expressar as sequências de nucleotídeo que se seguem, pelo que a expressão destas sequências de nucleotídeo confere à célula a capacidade de usar L-arabinose e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado tal como etanol: (a) uma sequência de nucleotídeo codificando uma arabinose isomerase (araA), pelo que a dita sequência de nucleotídeo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotídeo codificando uma araA, dita araA compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 55% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 1. (ii) sequências de nucleotídeo compreendendo uma sequência de nucleotídeo que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO:2. (iii) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i) ou (ii); (iv) sequências de nucleotideo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (iii) em razão da degeneração do código genético, (b) uma sequência de nucleotideo codificando uma L-ribuloquinase (araB), pelo que a dita sequência de nucleotideo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotideo codificando uma araB, dita araB compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 20% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO:3. (ii) sequências de nucleotideo compreendendo uma sequência de nucleotideo que possui pelo menos 50% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO:4. (iii) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i) ou (ii) ; (iv) sequências de nucleotideo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (iii) em razão da degeneração do código genético, (c) uma sequência de nucleotideo codificando uma L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD), pelo que a dita sequência de nucleotídeo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotídeo codificando uma araD, dita araD compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 5. (ii) sequências de nucleotídeo compreendendo uma sequência de nucleotídeo que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de nucleotídeo da SEQ ID NO:6. (iii) sequências de nucleotídeo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i) ou (ii); (iv) sequências de nucleotídeo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (iii) em razão da degeneração do código genético.Description of the Invention Eukaryotic Cell In a first aspect, the invention relates to a eukaryotic cell capable of expressing the following nucleotide sequences, whereby expression of these nucleotide sequences gives the cell the ability to use L-arabinose and / or converting L-arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product such as ethanol: (a) a nucleotide sequence encoding an arabinose isomerase (araA), whereby a said nucleotide sequence is selected from the group consisting of: (i) nucleotide sequences encoding an araA, said araA comprising an amino acid sequence having at least 55% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. (ii) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence that has at least 60% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2. (iii) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule of the sequence of (i) or (ii); (iv) nucleotide sequences the sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule of (iii) due to the degeneration of the genetic code, (b) a nucleotide sequence encoding an L-ribulokinase (araB), whereby the said nucleotide sequence is selected from the group consisting of: (i) nucleotide sequences encoding an araB, said araB comprising an amino acid sequence having at least 20% sequence identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3. (ii) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence that has at least 50% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. (iii) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule of the sequence of (i) or (ii); (iv) nucleotide sequences sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule of (iii) due to the degeneration of the genetic code, (c) a nucleotide sequence encoding an L-ribulose-5-P-4- whereby said nucleotide sequence is selected from the group consisting of: (i) nucleotide sequences encoding an araD, said araD comprising an amino acid sequence having at least 60% sequence identity to the nucleotide sequence. amino acid of SEQ ID NO: 5. (ii) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence that has at least 60% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. (iii) nucleotide sequences where the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule of the sequence of (i) or (ii); (iv) nucleotide sequences sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule of (iii) by reason of the degeneration of the genetic code.

[014] Uma concretização preferida se refere a uma célula eucariótica capaz de expressar as sequências de nucleotídeo que se seguem, pelo que a expressão destas sequências de nucleotídeo confere à célula a capacidade de usar L-arabinose e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado tal como etanol: (a) uma sequência de nucleotídeo codificando uma arabinose isomerase (araA) , pelo que a dita sequência de nucleotídeo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotídeo compreendendo uma sequência de nucleotídeo que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO:2, (ii) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i); (iii) sequências de nucleotideo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (ii) em razão da degeneração do código genético, (b) uma sequência de nucleotideo codificando a L-ribuloquinase (araB) , pelo que a dita sequência de nucleotideo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotideo codificando uma araB, dita araB compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 20% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO:3. (ii) sequências de nucleotideo compreendendo uma sequência de nucleotideo que possui pelo menos 50% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO:4. (iii) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i) ou (ii); (iv) sequências de nucleotideo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (iii) em razão da degeneração do código genético, (c) uma sequência de nucleotideo codificando uma L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD), pelo que a dita sequência de nucleotideo é selecionada do grupo consistindo em: (i) sequências de nucleotídeo codificando uma araD, dita araD compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO:5. (ii) sequências de nucleotídeo compreendendo uma sequência de nucleotídeo que possui pelo menos 60% de identidade de sequência com a sequência de nucleotídeo da SEQ ID NO:6. (iii) sequências de nucleotídeo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma molécula de ácido nucléico da sequência de (i) ou (ii) ; (iv) sequências de nucleotídeo as sequências das mesmas diferem da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (iii) em razão da degeneração do código genético.A preferred embodiment relates to a eukaryotic cell capable of expressing the following nucleotide sequences, so expression of these nucleotide sequences gives the cell the ability to use L-arabinose and / or convert L-arabinose to L -ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product such as ethanol: (a) a nucleotide sequence encoding an arabinose isomerase (araA), whereby said nucleotide sequence is selected from the group consisting of in: (i) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence having at least 60% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2, (ii) nucleotide sequences where the complementary strand hybridizes to each other. a nucleic acid molecule of the sequence of (i); (iii) nucleotide sequences the sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule from (ii) due to the degeneration of the genetic code, (b) a nucleotide sequence encoding L-ribulokinase (araB), whereby the said nucleotide sequence is selected from the group consisting of: (i) nucleotide sequences encoding an araB, said araB comprising an amino acid sequence having at least 20% sequence identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3. (ii) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence that has at least 50% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4. (iii) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule of the sequence of (i) or (ii); (iv) nucleotide sequences sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule of (iii) due to the degeneration of the genetic code, (c) a nucleotide sequence encoding an L-ribulose-5-P-4- wherein said nucleotide sequence is selected from the group consisting of: (i) nucleotide sequences encoding an araD, said araD comprising an amino acid sequence having at least 60% sequence identity to the amino acid of SEQ ID NO: 5. (ii) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence that has at least 60% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 6. (iii) nucleotide sequences where the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule of the sequence of (i) or (ii); (iv) nucleotide sequences sequences thereof differ from the sequence of a nucleic acid molecule of (iii) by reason of the degeneration of the genetic code.

Identidade da Sequência e Similaridade [015] A identidade da sequência é definida neste documento como a relação entre duas sequências de aminoácido (polipeptídeo ou proteína) ou duas ou mais sequências de ácido nucléico (polinucleotídeo), conforme determinado por comparação das sequências. Geralmente, as identidades ou similaridades da sequência são comparadas em relação ao comprimento total das sequências comparadas. Na técnica, "identidade" também significa o grau de relação da sequência entre as sequências de aminoácido ou de ácidos nucléicos, conforme for o caso, conforme determinado pela combinação entre "strings" de tais sequências. A "similaridade" entre duas sequências de aminoácido é determinada pela comparação da sequência de aminoácido e seus substitutos de aminoácido conservados de um polipeptídeo para a sequência de um segundo polipeptídeo. "Identidade" e "similaridade" podem ser prontamente calculadas por vários métodos conhecidos dos versados na técnica.Sequence Identity and Similarity Sequence identity is defined herein as the relationship between two amino acid sequences (polypeptide or protein) or two or more nucleic acid (polynucleotide) sequences, as determined by sequence comparison. Generally, sequence identities or similarities are compared relative to the total length of the compared sequences. In the art, "identity" also means the degree of sequence relationship between amino acid or nucleic acid sequences, as the case may be, as determined by the combination of strings of such sequences. The "similarity" between two amino acid sequences is determined by comparing the amino acid sequence and its conserved amino acid substitutes from one polypeptide to the sequence of a second polypeptide. "Identity" and "similarity" can be readily calculated by various methods known to those skilled in the art.

[016] Métodos preferidos para determinar a identidade são projetados para fornecer a maior combinação entre as sequências testadas. Os métodos pra determinar a identidade e similaridade são codificados em programas de computador disponíveis publicamente. Métodos de programa de computador preferidos para determinar a identidade e similaridade entre duas sequências incluem, por exemplo, o BestFit, BLASTP, BLASTN, e FASTA (Altschul, S. F. e outros, J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990), publicamente disponivel na NCBI e outras fontes (BLAST Manual, Altschul, S., e outros, NCBI NLM NIH Bethesda, MD 20894). Um algoritmo mais preferido utilizado é o EMBOSS (http: //www. ebi .ac.uk/eitboss/aliqn) . Parâmetros preferidos para a comparação das sequências de aminoácido usando EMBOSS são fenda aberta 10,0, fenda estendida 0,5, matriz Blosum 62. Os parâmetros preferidos para comparação da sequência de ácido nucléicos usando EMBOSS são fenda aberta 10.0, fenda estendida 0,5, matriz plena de DNA (matriz de identidade de DMA).Preferred methods for determining identity are designed to provide the greatest match between the sequences tested. Methods for determining identity and similarity are coded in publicly available computer programs. Preferred computer program methods for determining identity and similarity between two sequences include, for example, BestFit, BLASTP, BLASTN, and FASTA (Altschul, SF et al., J. Mol. Biol. 215: 403-410 (1990)). , publicly available from NCBI and other sources (BLAST Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, MD 20894.) A more preferred algorithm used is EMBOSS (http: // www. ebi .ac.uk / Preferred parameters for comparison of amino acid sequences using EMBOSS are open slit 10.0, extended slit 0.5, Blosum matrix 62. Preferred parameters for comparison of nucleic acid sequence using EMBOSS are open slit 10.0, extended slit 0.5, full DNA matrix (DMA identity matrix).

[017] Opcionalmente, na determinação do grau de similaridade do aminoácido, um versado na técnica pode levar em consideração as substituições de aminoácido denominadas "conservadoras", conforme ficará claro a um versado na técnica. As substituições de aminoácido conservadoras se referem à capacidade de intercâmbio dos resíduos possuindo cadeias laterais semelhantes. Por exemplo, um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais alifáticas é glicina, alanina, valina, leucina e isoleucina; um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais hidroxila alifáticas é serina e treonina; um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais contendo amida é asparagina e glutamina; um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais aromáticas é fenilalanina, tirosina e tiptofano; um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais básicas é lisina, arginina e histidina; e um grupo de aminoácidos possuindo cadeias laterais contendo enxofre é cisteina e metionina. Grupos de substituição de aminoácidos conservadores preferidos são: valina-leucina-isoleucina, fenilalanina-tirosina, lisina-arginina, alanina-valina e asparagina-glutamina. Variantes de substituição da sequência de aminoácido revelada neste documento são aquelas nas quais pelo menos um resíduo nas sequências reveladas tenha sido removido e um resíduo diferente tenha sido inserido em seu lugar.Optionally, in determining the degree of amino acid similarity, one skilled in the art may take into account amino acid substitutions termed "conservative" as will be apparent to one skilled in the art. Conservative amino acid substitutions refer to the interchangeability of residues having similar side chains. For example, an amino acid group having aliphatic side chains is glycine, alanine, valine, leucine and isoleucine; an amino acid group having aliphatic hydroxyl side chains is serine and threonine; an amino acid group having amide-containing side chains is asparagine and glutamine; an amino acid group having aromatic side chains is phenylalanine, tyrosine and tiptophan; an amino acid group having basic side chains is lysine, arginine and histidine; and an amino acid group having sulfur-containing side chains is cysteine and methionine. Preferred conservative amino acid substitution groups are: valine-leucine-isoleucine, phenylalanine-tyrosine, lysine-arginine, alanine-valine and asparagine-glutamine. Amino acid sequence substitution variants disclosed herein are those in which at least one residue in the disclosed sequences has been removed and a different residue inserted in its place.

Preferivelmente, a alteração do aminoácido é conservadora. Substituições conservadoras preferidas para cada um dos aminoácidos ocorrendo naturalmente são como se segue: Ala em ser; Arg em lys; Asn em gin ou his; Asp em glu; Cys em ser ou ala; Gin em asn; Glu em asp; Gly em pro; His em asn ou gin; Ile em leu ou vai; Leu em ile ou vai; Lys em arg;Preferably, the amino acid change is conservative. Preferred conservative substitutions for each of the naturally occurring amino acids are as follows: Ala in ser; Arg in lys; Asn in gin or his; Asp in glu; Cys in being or ward; Gin in asn; Glu in asp; Gly in pro; His is asn or gin; Ile in read or go; Read it in ile or go; Lys in arg;

Gin em glu; Met em leu ou ile; Phe em met, leu ou tyr; Ser em thr; Thr em ser; Trp em tyr; Tyr em trp ou phe; e, Vai em ile ou leu.Gin in glu; Met in leu or ile; Phe in met, leu or tyr; Be in thr; Thr in being; Trp in tyr; Tyr in trp or phe; e, Go in ile or read.

Hibridização da Sequência de Ácidos Nucléicos [018] As sequências de nucleotídeo codificando as enzimas expressas na célula da invenção podem também ser definidas por sua capacidade de hibridizar com as sequências de nucleotideo das SEQ ID NOs 2, 4, 6, 8, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 respectivamente, sob condições de hibridização moderada ou preferivelmente estringente. Condições de hibridização estringente são definidas neste documento como condições que permitem que uma sequência de ácido nucléico de pelo menos cerca de 25, preferivelmente cerca de 50 nucleotideos, 75 ou 100 e mais preferivelmente de cerca de 200 ou mais nucleotideos, hibridize a uma temperatura de cerca de 65 °C em uma solução compreendendo cerca de 1 M de sal, preferivelmente 6 x SSC ou qualquer outra solução possuindo uma resistência iônica comparável, e lavagem a 65°C em uma solução compreendendo cerca de 0,1 M de sal, ou menos, preferivelmente 0,2 x SSC ou qualquer outra solução possuindo uma resistência iônica comparável. Preferivelmente, a hibridização é realizada por toda noite, isto é, pelo menos por 10 horas e preferivelmente a lavagem é realizada por pelo menos uma hora com pelo menos duas trocas da solução de lavagem. Estas condições permitirão a hibridização especifica de sequências possuindo cerca de 90% ou mais de identidade de sequência.Nucleic Acid Sequence Hybridization Nucleotide sequences encoding the enzymes expressed in the cell of the invention can also be defined by their ability to hybridize to the nucleotide sequences of SEQ ID NOs 2, 4, 6, 8, 16, 18 , 20, 22, 24, 26, 28, 30 respectively, under conditions of moderate or preferably stringent hybridization. Stringent hybridization conditions are defined herein as conditions that allow a nucleic acid sequence of at least about 25, preferably about 50 nucleotides, 75 or 100, and more preferably about 200 or more nucleotides, to hybridize at a temperature of about 100 ° C. about 65 ° C in a solution comprising about 1 M salt, preferably 6 x SSC or any other solution having comparable ionic strength, and washing at 65 ° C in a solution comprising about 0.1 M salt, or least preferably 0.2 x SSC or any other solution having comparable ion resistance. Preferably, the hybridization is performed overnight, i.e. for at least 10 hours and preferably the wash is performed for at least one hour with at least two changes of the wash solution. These conditions will allow sequence specific hybridization having about 90% or more of sequence identity.

[019] Condições moderadas são definidas neste documento como condições que permitem que sequências de ácido nucléico de pelo menos 50 nucleotideos, preferivelmente de cerca de 200 ou mais nucleotideos, hibridizem a uma temperatura de cerca de 45 °C em uma solução compreendendo cerca de 1 M de sal, preferivelmente 6 x SSC ou qualquer outra solução possuindo uma resistência iônica comparável, e lavagem a temperatura ambiente em uma solução compreendendo cerca de 1 M de sal, preferivelmente 6 x SSC ou qualquer outra solução possuindo uma resistência iônica comparável. Preferivelmente, a hibridização é realizada por toda noite, isto é, pelo menos por 10 horas, e preferivelmente a lavagem é realizada por pelo menos uma hora com pelo menos duas trocas da solução de lavagem. Estas condições permitirão a hibridização especifica de sequências possuindo até 50% de identidade de sequência. Um versado na técnica será capaz de modificar estas condições de hibridização, a fim de identificar especificamente as sequências variando na identidade entre 50% e 90%.Moderate conditions are defined herein as conditions that allow nucleic acid sequences of at least 50 nucleotides, preferably about 200 or more nucleotides, to hybridize at a temperature of about 45 ° C in a solution comprising about 1 µM. M salt, preferably 6 x SSC or any other solution having comparable ionic strength, and washing at room temperature in a solution comprising about 1 M salt, preferably 6 x SSC or any other solution having comparable ionic strength. Preferably, hybridization is performed overnight, i.e. for at least 10 hours, and preferably washing is performed for at least one hour with at least two changes of the wash solution. These conditions will allow sequence specific hybridization having up to 50% sequence identity. One of skill in the art will be able to modify these hybridization conditions to specifically identify sequences ranging in identity from 50% to 90%.

AraAAraA

[020] Uma sequência de nucleotideo preferida codificando uma arabinose isomerase (araA) expressa na célula da invenção é selecionada do grupo consistindo em: (a) sequências de nucleotideo codificando um polipeptideo araA dito araA compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 1; (b) sequências de nucleotideo compreendendo uma sequência de nucleotideo que possui pelo menos 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 2; (c) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma sequência de molécula de ácido nucléico de (a) ou (b); (d) sequências de nucleotideo, onde a sequência das mesmas difere da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (c) em razão da degeneração do código genético.A preferred nucleotide sequence encoding an arabinose isomerase (araA) expressed in the cell of the invention is selected from the group consisting of: (a) nucleotide sequences encoding an araA polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1; (b) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence having at least 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 2; (c) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule sequence of (a) or (b); (d) nucleotide sequences, where the sequence thereof differs from the sequence of a nucleic acid molecule from (c) due to the degeneration of the genetic code.

[021] A sequência de nucleotideo codificando uma araA pode codificar tanto uma araA procariótica quanto eucariótica, isto é, uma araA com uma sequência de aminoácido que é idêntica aquela de uma araA que ocorre naturalmente no organismo procariótico ou eucariótico. Os presentes inventores verificaram que a capacidade de uma araA especifica de conferir a uma célula hospedeira eucariótica a capacidade de usar arabinose e/ou converter arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado tal como etanol quando coexpressa com araB e araD não depende muito se a araA é de origem procariótica ou eucariótica. Ao invés disto, isso depende da relação da sequência de aminoácido de araA para com aquela sequência SEQ ID NO: 1.The nucleotide sequence encoding an araA can encode both a prokaryotic and eukaryotic araA, that is, an araA with an amino acid sequence that is identical to that of a naturally occurring araA in the prokaryotic or eukaryotic organism. The present inventors have found that the ability of a specific araA to confer on a eukaryotic host cell the ability to use arabinose and / or convert arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or to a desired fermentation product such. as ethanol when coexpressed with araB and araD does not much depend on whether araA is of prokaryotic or eukaryotic origin. Instead, it depends on the relationship of the araA amino acid sequence to that sequence SEQ ID NO: 1.

AraBAraB

[022] Uma sequência de nucleotideo preferida codificando uma L-ribuloquinase (AraB) expressa na célula da invenção é selecionada do grupo consistindo em: (a) sequências de nucleotideo codificando um polipeptideo compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 3; (b) sequências de nucleotideo compreendendo uma sequência de nucleotideo que possui pelo menos 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID N04; (c) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma sequência de molécula de ácido nucléico de (a) ou (b); (d) sequências de nucleotídeo, onde a sequência das mesmas difere da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (c) em razão da degeneração do código genético.A preferred nucleotide sequence encoding an L-ribulokinase (AraB) expressed in the cell of the invention is selected from the group consisting of: (a) nucleotide sequences encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 ; (b) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence having at least 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 4; (c) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule sequence of (a) or (b); (d) nucleotide sequences, where the sequence thereof differs from the sequence of a nucleic acid molecule from (c) by degeneration of the genetic code.

[023] A sequência de nucleotídeo codificando uma araB pode codificar tanto uma araB procariótica quanto eucariótica, isto é, uma araB com uma sequência de aminoácido que é idêntica aquela de uma araB que ocorre naturalmente no organismo procariótico ou eucariótico. Os presentes inventores verificaram que a capacidade de uma araB específica de conferir a uma célula hospedeira eucariótica a capacidade de usar arabinose e/ou converter arabinose em L-ribulose e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado quando coexpresso com araA e araD não depende muito se a araB é de origem procariótica ou eucariótica. Ao invés disto, isso depende da relação da sequência de aminoácido de araB para aquela sequência SEQ ID NO: 3.The nucleotide sequence encoding an araB can encode both a prokaryotic and eukaryotic araB, that is, an araB with an amino acid sequence that is identical to that of a naturally occurring araB in the prokaryotic or eukaryotic organism. The present inventors have found that the ability of a specific araB to confer on a eukaryotic host cell the ability to use arabinose and / or convert arabinose to L-ribulose and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product when coexpressed. with araA and araD not much depends on whether araB is of prokaryotic or eukaryotic origin. Instead, it depends on the ratio of the amino acid sequence of araB to that sequence SEQ ID NO: 3.

AraDAraD

[024] Uma sequência de nucleotídeo preferida codificando uma L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD) expressa na célula da invenção é selecionada do grupo consistindo em: (e) sequências de nucleotídeo codificando um polipeptídeo compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 5; (f) sequências de nucleotídeo compreendendo uma sequência de nucleotídeo que possui pelo menos 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID N06; (q) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma sequência de molécula de ácido nucléico de (a) ou (b); (h) sequências de nucleotideo, onde a sequência das mesmas difere da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (c) em razão da degeneração do código genético.A preferred nucleotide sequence encoding an L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD) expressed in the cell of the invention is selected from the group consisting of: (e) nucleotide sequences encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity with the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5; (f) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence having at least 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID. N06; (q) nucleotide sequences where the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule sequence of (a) or (b); (h) nucleotide sequences, where the sequence thereof differs from the sequence of a nucleic acid molecule from (c) by degeneration of the genetic code.

[025] A sequência de nucleotideo codificando uma araD pode tanto ser uma araD procariótica quanto eucariótica, isto é, uma araD com uma sequência de aminoácido que é idêntica aquela de uma araD que ocorre naturalmente no organismo procariótico ou eucariótico. Os presentes inventores verificaram que a capacidade de uma araD especifica de conferir a uma célula hospedeira eucariótica a capacidade de usar arabinose e/ou converter arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado quando coexpressa com araA e araB não depende muito se a araD é de origem procariótica ou eucariótica. Ao invés disto, isso depende da relação da sequência de aminoácido de araD para aquela sequência SEQ ID NO: 5.The nucleotide sequence encoding an araD can be either a prokaryotic or eukaryotic araD, that is, an araD with an amino acid sequence that is identical to that of a naturally occurring araD in the prokaryotic or eukaryotic organism. The present inventors have found that the ability of a specific araD to give a eukaryotic host cell the ability to use arabinose and / or convert arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product when coexpressed with araA and araB does not much depend on whether araD is of prokaryotic or eukaryotic origin. Instead, it depends on the ratio of the araD amino acid sequence to that sequence SEQ ID NO: 5.

[026] Surpreendentemente, o índice de inclinação do códon indicou que a expressão dos genes de Lactobacillus plantarum araA, araB e araD genes foi mais favorável para expressão na levedura que o dos genes procarióticos araA, araB e araD descritos no EP 1 499 708.Surprisingly, the codon tilt index indicated that the expression of the Lactobacillus plantarum araA, araB and araD genes was more favorable for yeast expression than that of the prokaryotic araA, araB and araD genes described in EP 1 499 708.

[027] Deve ser observado que L. plantarum é um organismo Considerado Geralmente como Seguro (GRAS), que é reconhecido como seguro pelas autoridades de registro de alimentos. Portanto, uma sequência de nucleotideo preferida codifica uma araA, araB ou araD possuindo respectivamente uma sequência de aminoácido que está relacionada às sequências SEQ ID NO: 1, 3, ou 5 respectivamente, conforme definido acima. Uma sequência de nucleotideo preferida codifica um fungo araA, araB ou araD respectivamente (por exemplo, de um Basidiomycete) , mais preferivelmente uma araA, araB ou araD respectivamente de um fungo anaeróbico, por exemplo um fungo anaeróbico que pertence às familias Neocallimastix, Caecomyces, Piromyces, Orpinomyces ou Ruminomyces. Alternativamente, uma sequência de nucleotideo preferida codifica uma araA, araB ou araD bacteriana, respectivamente, preferivelmente de uma bactéria gram positiva, mais preferivelmente do gênero Lactobacillus, mais preferivelmente das espécies Lactobacillus plantarum. Preferivelmente, uma, duas ou três das sequências de nucleotideo araA, araB e araD se originam de um gênero Lactobacillus, mais preferivelmente da espécie Lactobacillus plantarum. A araA bacteriana expressa na célula da invenção não é a araA do Bacillus subtilis revelada no EP 1 499 708 e fornecida como SEQ ID NO: 9. A SEQ ID NO: 10 representa a sequência de ácido nucléico codificando a SEQ ID NO: 9. As araB e araD bacterianas expressas na célula da invenção não são as de Escherichia coli (E. coli) conforme revelado na EP 1 499 708 e fornecidas como SEQ ID NO: 11 e SEQ ID NO:13. A SEQ ID NO: 12 representa a sequência de ácido nucléico codificando a SEQ ID NO: 11. A SEQ ID NO: 14 representa a sequência de ácido nucléico codificando a SEQ ID NO:13.[027] It should be noted that L. plantarum is a Generally Considered Safe (GRAS) organism, which is recognized as safe by the Food Registration Authorities. Therefore, a preferred nucleotide sequence encodes an araA, araB or araD respectively having an amino acid sequence that is related to the sequences SEQ ID NO: 1, 3, or 5 respectively, as defined above. A preferred nucleotide sequence encodes an araA, araB or araD fungus respectively (e.g., from a Basidiomycete), more preferably an araA, araB or araD respectively of an anaerobic fungus, for example an anaerobic fungus belonging to the Neocallimastix, Caecomyces, Piromyces, Orpinomyces or Ruminomyces. Alternatively, a preferred nucleotide sequence encodes a bacterial araA, araB or araD, respectively, preferably from a gram positive bacterium, more preferably from the genus Lactobacillus, more preferably from the Lactobacillus plantarum species. Preferably one, two or three of the araA, araB and araD nucleotide sequences originate from a genus Lactobacillus, more preferably from the species Lactobacillus plantarum. The bacterial araA expressed in the cell of the invention is not the Bacillus subtilis araA disclosed in EP 1 499 708 and provided as SEQ ID NO: 9. SEQ ID NO: 10 represents the nucleic acid sequence encoding SEQ ID NO: 9. The bacterial araB and araD expressed in the cell of the invention are not those of Escherichia coli (E. coli) as disclosed in EP 1 499 708 and provided as SEQ ID NO: 11 and SEQ ID NO: 13. SEQ ID NO: 12 represents the nucleic acid sequence encoding SEQ ID NO: 11. SEQ ID NO: 14 represents the nucleic acid sequence encoding SEQ ID NO: 13.

[028] De modo a aumentar a probabilidade das enzimas de araA, araB e araD (bacterianas) respectivamente de serem expressas na forma ativa em uma célula hospedeira eucariótica da invenção, tal como levedura, a sequência de nucleotideo de codificação correspondente pode ser adaptada para otimizar seu uso do códon para aquela da célula hospedeira eucariótica escolhida. A adaptação de uma sequência de nucleotideo codificando as enzimas araA, araB e araD (ou outras enzimas da invenção, vide abaixo) ao uso do códon da célula hospedeira escolhida pode ser expressa como indice de adaptação do códon (CAI). O índice de adaptação do códon é definido neste documento como a medição da adaptação relativa do uso do códon de um gene na direção do uso do códon de genes altamente expressos. A adaptação relativa (w) de cada códon é a razão do uso de cada códon, em relação aquele do códon mais abundante para o mesmo aminoácido. O índice CAI é definido como a média geométrica destes valores de adaptação relativa. Códons não sinônimos e códons de terminação (dependentes do código genético) são excluídos. Os valores de CAI variam de 0 a 1, com valores mais altos indicando uma proporção maior de códons mais abundantes (vide Sharp and Li, 1987, Nucleic Acids Research 1281-1295; vide também: Jansen e outros, 2003, Nucleic Acids Res. (8):2242-51) . Uma sequência de nucleotídeos adaptada possui preferivelmente um CAI de pelo menos 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 ou 0,7.In order to increase the likelihood that the araA, araB and araD (bacterial) enzymes respectively will be expressed in active form in a eukaryotic host cell of the invention, such as yeast, the corresponding coding nucleotide sequence may be adapted to optimize its codon usage for that of the chosen eukaryotic host cell. Adaptation of a nucleotide sequence encoding the araA, araB and araD enzymes (or other enzymes of the invention, see below) to the use of the chosen host cell codon may be expressed as codon adaptation index (CAI). The codon adaptation index is defined herein as the measurement of the relative adaptation of a gene's codon usage towards the codon usage of highly expressed genes. The relative adaptation (w) of each codon is the reason for the use of each codon in relation to that of the most abundant codon for the same amino acid. The CAI index is defined as the geometric mean of these relative adaptation values. Non-synonymous codons and termination codons (dependent on the genetic code) are excluded. CAI values range from 0 to 1, with higher values indicating a higher proportion of more abundant codons (see Sharp and Li, 1987, Nucleic Acids Research 1281-1295; see also: Jansen et al., 2003, Nucleic Acids Res. (8): 2242-51). An adapted nucleotide sequence preferably has a CAI of at least 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 or 0.7.

[029] Em uma modalidade preferida, a expressão das sequências de nucleotideo codificando uma ara A, uma ara B e uma ara D, conforme definido neste documento anteriormente, confere à célula a capacidade de usar L- arabinose e/ou converter a mesma em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato. Sem desejar ligação a qualquer teoria, é esperado que a L-arabinose seja convertida primeiro em L-ribulose, que é subsequentemente convertida em xilulose 5-fosfato que é a molécula principal que entra na via da pentose fosfato. No contexto da invenção, "uso de L-arabinose" significa preferivelmente que a densidade óptica medida em 660 nm (OD660) das células transformadas cultivadas sob condições aeróbicas ou anaeróbicas na presença de pelo menos 0,5% de L-arabinose durante pelo menos 20 dias é aumentada de aproximadamente 0,5 até 1,0 ou mais. Mais preferivelmente, a OÜ660 é aumentada de 0,5 até 1,5 ou mais. Mais preferivelmente, as células são cultivadas na presença de pelo menos 1%, pelo menos 1,5%, pelo menos 2% de L-arabinose. Mais preferivelmente, as células são cultivadas na presença de aproximadamente 2% de L-arabinose.In a preferred embodiment, expression of nucleotide sequences encoding an ara A, ara B and ara D, as defined hereinabove, gives the cell the ability to use L-arabinose and / or convert it to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose. Without wishing to be bound by any theory, it is expected that L-arabinose is converted first to L-ribulose, which is subsequently converted to 5-phosphate xylulose which is the major molecule that enters the pentose phosphate pathway. In the context of the invention, "use of L-arabinose" preferably means that the optical density measured at 660 nm (OD660) of transformed cells grown under aerobic or anaerobic conditions in the presence of at least 0.5% L-arabinose for at least 20 days is increased from approximately 0.5 to 1.0 or more. More preferably, the OÜ660 is increased from 0.5 to 1.5 or more. More preferably, the cells are cultured in the presence of at least 1%, at least 1.5%, at least 2% L-arabinose. More preferably, the cells are cultured in the presence of approximately 2% L-arabinose.

[030] No contexto da invenção, uma célula é capaz de "converter L-arabinose em L-ribulose" quando quantidades detectáveis de L-ribulose são detectadas nas células cultivadas sob condições aeróbicas ou anaeróbicas na presença de L-arabinose (mesmas concentrações preferidas como no parágrafo anterior) durante pelo menos 20 dias usando um ensaio apropriado. Preferivelmente o ensaio é HPLC para L-ribulose.[030] In the context of the invention, a cell is capable of "converting L-arabinose to L-ribulose" when detectable amounts of L-ribulose are detected in cells grown under aerobic or anaerobic conditions in the presence of L-arabinose (same preferred concentrations. as in the previous paragraph) for at least 20 days using an appropriate assay. Preferably the assay is HPLC for L-ribulose.

[031] No contexto da invenção, uma célula é capaz de "converter L-arabinose em xilulose 5-fosfato" quando um aumento de pelo menos 2% da xilulose 5-fosfato é detectado nas células cultivadas sob condições aeróbicas ou anaeróbicas, na presença de L-arabinose (mesmas concentrações preferidas como no parágrafo anterior) durante pelo menos 20 dias usando um ensaio apropriado. Preferivelmente, um ensaio à base de HPCL para xilulose 5-fosfato foi descrito em Zaldivar J., e outros ((2002), Appl. Microbiol. Biotechnol., 59:436-442). Este ensaio é descrito resumidamente na parte experimental. Mais preferivelmente, o aumento é de pelo menos 5%, 10%, 15%, 20%, 25% ou mais.[031] In the context of the invention, a cell is capable of "converting L-arabinose to 5-phosphate xylulose" when an increase of at least 2% of 5-phosphate xylulose is detected in cells grown under aerobic or anaerobic conditions in the presence L-arabinose (same preferred concentrations as in the previous paragraph) for at least 20 days using an appropriate assay. Preferably, an HPCL-based assay for xylulose 5-phosphate has been described in Zaldivar J., et al. ((2002), Appl. Microbiol. Biotechnol., 59: 436-442). This assay is briefly described in the experimental part. More preferably, the increase is at least 5%, 10%, 15%, 20%, 25% or more.

[032] Em outra concretização preferida, a expressão das sequências de nucleotideo codificando uma ara A, ara B e ara D, conforme definida neste documento anteriormente, confere à célula a capacidade de converter L-arabinose em um produto de fermentação desejado quando cultivada sob condições aeróbicas ou anaeróbicas na presença de L-arabinose (mesmas concentrações preferidas como no parágrafo anterior) durante pelo menos um mês até um ano. Mais preferivelmente, uma célula é capaz de converter L-arabinose em um produto de fermentação desejado quando quantidades desejáveis de um produto de fermentação desejado são detectadas usando um ensaio apropriado e quando as células são cultivadas sob as condições fornecidas na sentença anterior. Mesmo mais preferivelmente, o ensaio é HPLC. Mesmo mais preferivelmente, o produto de fermentação é etanol.In another preferred embodiment, expression of nucleotide sequences encoding an ara A, ara B and ara D, as defined hereinabove, gives the cell the ability to convert L-arabinose into a desired fermentation product when grown under aerobic or anaerobic conditions in the presence of L-arabinose (same preferred concentrations as in the previous paragraph) for at least one month to one year. More preferably, a cell is capable of converting L-arabinose into a desired fermentation product when desirable amounts of a desired fermentation product are detected using an appropriate assay and when the cells are cultured under the conditions provided in the previous sentence. Even more preferably, the assay is HPLC. Even more preferably, the fermentation product is ethanol.

[033] Uma célula para transformação com as sequências de nucleotideo codificando as enzimas araA, araB e araD respectivamente, conforme descrito acima, preferivelmente é uma célula hospedeira capaz de transporte ativo ou passivo de xilose em uma isomerização de xilose dentro da célula. A célula preferivelmente é capaz de glicólise ativa. A célula pode conter, adicionalmente, uma via pentose fosfato endógena e pode conter atividade de xilulose quinase endógena, de modo que a xilulose isomerizada da xilose pode ser metabolizada em piruvato. A célula contém, adicional e preferivelmente, enzimas para conversão de piruvato no produto de fermentação desejado, tal como, etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama ou uma cefalosporina. A célula pode ser transformada para ser capaz de produzir butanol por introdução de um ou mais genes da via de butanol conforme revelado no W02007/041269.A cell for transformation with nucleotide sequences encoding the araA, araB and araD enzymes respectively, as described above, is preferably a host cell capable of active or passive transport of xylose in a xylose isomerization within the cell. The cell is preferably capable of active glycolysis. The cell may additionally contain an endogenous pentose phosphate pathway and may contain endogenous xylulose kinase activity so that the xylose isomerized xylulose can be metabolised to pyruvate. The cell additionally and preferably contains enzymes for converting pyruvate into the desired fermentation product, such as ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, acid fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic or a cephalosporin. The cell may be transformed to be capable of producing butanol by introducing one or more butanol pathway genes as disclosed in WO2007 / 041269.

[034] Uma célula preferida é naturalmente capaz de fermentação alcoólica, preferivelmente, fermentação alcoólica anaeróbica. A célula hospedeira adicional e preferivelmente possui uma alta tolerância ao etanol, uma alta tolerância ao pH baixo (isto é, capaz de crescimento em um pH inferior a 5, 4, 3 ou 2,5) ena direção de ácidos orgânicos, tais como, ácido láctico, ácido acético ou ácido fórmico e produtos de degradação de açúcar, tais como, furfural e hidróxi-metilfurfural e alta tolerância às temperaturas elevadas. Qualquer uma dessas características ou atividades de uma célula hospedeira podem estar naturalmente presentes em uma célula hospedeira ou podem ser introduzidas ou modificadas através da seleção genética ou por modificação genética. Uma célula hospedeira apropriada é um microorganismo eucariótico como, por exemplo, um fungo, contudo, mais apropriadamente como célula hospedeira são leveduras ou fungos filamentosos.A preferred cell is naturally capable of alcoholic fermentation, preferably anaerobic alcoholic fermentation. The additional host cell preferably has a high tolerance to ethanol, a high tolerance to low pH (i.e. capable of growth at a pH below 5, 4, 3 or 2.5) and towards organic acids such as, lactic acid, acetic acid or formic acid and sugar degradation products such as furfural and hydroxy methylfurfural and high tolerance to elevated temperatures. Any of these characteristics or activities of a host cell may be naturally present in a host cell or may be introduced or modified through genetic selection or genetic modification. An appropriate host cell is a eukaryotic microorganism such as, for example, a fungus, however, more appropriately as a host cell is yeast or filamentous fungi.

[035] As leveduras são definidas neste documento como microorganismos eucarióticos e incluem todas espécies da subdivisão Eumycotina (Alexopoulos, C. J., 1962, In: Introductory Mycology, John Wiley & Sons, Inc., New York) que cresce predominantemente na forma unicelular. As leveduras podem tanto crescer por brotamento de um talo unicelular ou podem crescer por fissura do organismo. As células hospedeiras de leveduras preferidas pertencem a um dos gêneros Saccharomyces, Kluyveromyces, Candida, Pichia, Schizosaccharomyces, Hansenula, Kloeckera, Schwanniomyces ou Yarrowia. Preferivelmente a levedura é capaz de fermentação anaeróbica, mais preferivelmente fermentação alcoólica anaeróbica.Yeasts are defined herein as eukaryotic microorganisms and include all species of the Eumycotina subdivision (Alexopoulos, C.J., 1962, In: Introductory Mycology, John Wiley & Sons, Inc., New York) that grow predominantly in unicellular form. Yeast can either grow by budding from a unicellular stalk or they can grow by cracking of the organism. Preferred yeast host cells belong to one of the genera Saccharomyces, Kluyveromyces, Candida, Pichia, Schizosaccharomyces, Hansenula, Kloeckera, Schwanniomyces or Yarrowia. Preferably the yeast is capable of anaerobic fermentation, more preferably anaerobic alcoholic fermentation.

[036] Fungos filamentosos são definidos aqui como microorganismos eucarióticos que incluem todas as formas filamentosas da subdivisão Eumycotina. Estes fungos são caracterizados por um micélio vegetativo composto de quitina, celulose e outros polissacarídeos complexos. Os fungos filamentosos da presente invenção são morfológica, fisiológica e geneticamente distintos das leveduras. O crescimento vegetativo por fungos filamentosos é realizado por alongamento da hifa e catabolismo de carbono dos fungos mais filamentosos é obrigatoriamente aeróbico. Fungos filamentosos preferidos como células hospedeiras pertencem a um dos gêneros Aspergillus, Trichoderma, Humicola, Acremonium, Fusarium ou Penicillium.Filamentous fungi are defined herein as eukaryotic microorganisms which include all filamentous forms of the Eumycotina subdivision. These fungi are characterized by a vegetative mycelium composed of chitin, cellulose and other complex polysaccharides. The filamentous fungi of the present invention are morphologically, physiologically and genetically distinct from yeast. Vegetative growth by filamentous fungi is accomplished by hyphal elongation and carbon catabolism of the most filamentous fungi is obligatorily aerobic. Preferred filamentous fungi as host cells belong to one of the genera Aspergillus, Trichoderma, Humicola, Acremonium, Fusarium or Penicillium.

[037] Com o passar dos anos, sugestões foram feitas para a introdução de vários organismos para a produção de bioetanol dos açúcares de colheita. Na prática, contudo, todos os processos de produção de bioetanol principais continuaram a utilizar leveduras do gênero Saccharomyces como produtoras de etanol. Isto se deve aos muitos aspectos atraentes das espécies Saccharomyces para processos industriais, isto é, tolerância ao ácido, etanol e osmose alta, capacidade de crescimento anaeróbico e naturalmente sua alta capacidade de fermentação alcoólica. Espécies de levedura preferidas como células hospedeiras incluem S. cerevisiae, S. bulderi, S. barnetti, S. exiguus, S. uvarum, S. diastaticus, K. lactis, K. marxianus, K. fragilis.[037] Over the years, suggestions have been made for the introduction of various organisms for the production of bioethanol from harvest sugars. In practice, however, all major bioethanol production processes continued to use Saccharomyces yeasts as ethanol producers. This is due to the many attractive aspects of Saccharomyces species for industrial processes, ie, tolerance to acid, ethanol and high osmosis, anaerobic growth capacity and of course their high alcoholic fermentation capacity. Preferred yeast species as host cells include S. cerevisiae, S. bulderi, S. barnetti, S. exiguus, S. uvarum, S. diastaticus, K. lactis, K. marxianus, K. fragilis.

[038] Em uma modalidade preferida, a célula hospedeira da invenção é uma célula hospedeira que foi transformada com uma construção de ácido nucléico compreendendo a sequência de nucleotideo codificando as enzimas araA, araB e araD conforme definido acima. Em uma ou mais concretização preferida, a célula hospedeira é co-transformada com três construções de ácido nucléico cada construção de ácido nucléico compreendendo a sequência de nucleotideo codificando araA, araB ou araD. A construção do ácido nucléico compreendendo a sequência de codificação araA, araB, e/ou araD sendo capaz de expressão das enzimas araA, araB, e/ou araD na célula hospedeira. Para esta finalidade, a construção do ácido nucléico pode ser constituída conforme descrito, por exemplo, no WO 03/0624430. A célula hospedeira pode compreender uma cópia simples, porém preferivelmente compreende cópias múltiplas de cada construção de ácido nucléico. A construção do ácido nucléico pode ser mantida epissomicamente e assim compreender uma sequência para replicação autônoma, tal como uma sequência ARS. As construções de ácido nucléico epissômicas apropriadas podem ter como base, por exemplo, os plasmídeos de levedura 2μ ou pKDl (Fleer e outros, 1991, Biotechnology 9^:968-975). Preferivelmente, contudo, cada construção de ácido nucléico está integrada em uma ou mais cópias dentro do genoma da célula hospedeira. A integração dentro do genoma da célula hospedeira pode ocorrer aleatoriamente por recombinação ilegítima, porém preferivelmente a construção de ácido nucléico é integrada ao genoma da célula hospedeira por recombinação homóloga, como é bem conhecido na arte das genéticas moleculares de fungos (vide, por exemplo, WO 90/14423, EP-A-0 481 008, EP-A-0 635 574 e US 6,265,186).In a preferred embodiment, the host cell of the invention is a host cell that has been transformed with a nucleic acid construct comprising the nucleotide sequence encoding the araA, araB and araD enzymes as defined above. In one or more preferred embodiments, the host cell is co-transformed with three nucleic acid constructs each nucleic acid construct comprising the nucleotide sequence encoding araA, araB or araD. The nucleic acid construct comprising the araA, araB, and / or araD coding sequence being capable of expression of the araA, araB, and / or araD enzymes in the host cell. For this purpose, the nucleic acid construct may be constituted as described, for example, in WO 03/0624430. The host cell may comprise a single copy, but preferably comprises multiple copies of each nucleic acid construct. The nucleic acid construct may be maintained episomically and thus comprise a sequence for autonomous replication, such as an ARS sequence. Suitable episomal nucleic acid constructs may be based, for example, on the 2μ yeast or pKD1 plasmids (Fleer et al., 1991, Biotechnology 9: 968-975). Preferably, however, each nucleic acid construct is integrated into one or more copies within the host cell genome. Integration within the host cell genome may occur randomly by illegitimate recombination, but preferably the nucleic acid construct is integrated into the host cell genome by homologous recombination, as is well known in the art of molecular fungal genetics (see, for example, WO 90/14423, EP-A-0 481 008, EP-A-0 635 574 and US 6,265,186).

[039] Consequentemente, em uma concretização mais preferida, a célula da invenção compreende uma construção de ácido nucléico compreendendo a sequência de codificação araA, araB, e/ou araD e é capaz de expressão das enzimas araA, araB e/ou araD. Em uma concretização mesmo mais preferida, as sequências de codificação araA, araB, e/ou araD são ligadas operativamente a um promotor que fornece expressão suficiente das sequências de nucleotídeo correspondentes na célula para conferir à célula a capacidade de usar L-arabinose, e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato. Preferivelmente a célula é uma célula de levedura. Consequentemente, em um aspecto adicional, a invenção também engloba uma construção de ácido nucléico conforme ressaltado neste documento anteriormente. Preferivelmente, uma construção de ácido nucléico compreende uma sequência de ácido nucléico codificando uma araA, araB e/ou araD. Sequências de ácido nucléico codificando uma araA, araB ou araD foram todas definidas neste documento anteriormente.Accordingly, in a more preferred embodiment, the cell of the invention comprises a nucleic acid construct comprising the araA, araB, and / or araD coding sequence and is capable of expression of the araA, araB and / or araD enzymes. In an even more preferred embodiment, the araA, araB, and / or araD coding sequences are operably linked to a promoter that provides sufficient expression of the corresponding nucleotide sequences in the cell to give the cell the ability to use L-arabinose, and / or converting L-arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose. Preferably the cell is a yeast cell. Accordingly, in a further aspect, the invention also encompasses a nucleic acid construct as noted hereinbefore. Preferably, a nucleic acid construct comprises a nucleic acid sequence encoding an araA, araB and / or araD. Nucleic acid sequences encoding an araA, araB or araD have all been defined hereinabove.

[040] Mesmo mais preferivelmente, a expressão das sequências de nucleotideo correspondentes em uma célula conferem à célula a capacidade converter L-arabinose em um produto de fermentação desejado conforme definido neste documento mais adiante. Em uma concretização mesmo mais preferida, o produto de fermentação é etanol. Mesmo mais preferivelmente, a célula é uma célula de levedura.Even more preferably, expression of the corresponding nucleotide sequences in a cell gives the cell the ability to convert L-arabinose to a desired fermentation product as defined hereinbelow. In an even more preferred embodiment, the fermentation product is ethanol. Even more preferably, the cell is a yeast cell.

[041] Conforme usado neste documento, o termo "ligado operativamente" se refere a uma ligação de elementos de polinucleotídeo (ou sequências de codificação ou de ácido nucléico) em uma relação funcional. Uma sequência de ácido nucléico é "ligada operativamente" quando a mesma é colocada em uma relação funcional com outra sequência de ácido nucléico. Por exemplo, um promotor ou melhorador é ligado operativamente a uma sequência de codificação se ele afetar a transcrição da sequência de codificação. Ligada operativamente significa que as sequências de ácido nucléico sendo ligadas são tipicamente continuas e, quando necessário unir duas regiões de codificação de proteína, contínuas e no quadro de leitura.As used herein, the term "operably linked" refers to a linkage of polynucleotide elements (or coding or nucleic acid sequences) in a functional relationship. A nucleic acid sequence is "operably linked" when it is placed in functional relationship with another nucleic acid sequence. For example, a promoter or enhancer is operably linked to a coding sequence if it affects transcription of the coding sequence. Operatively linked means that the nucleic acid sequences being linked are typically continuous and, when necessary, join two protein coding regions, continuous and in the reading frame.

[042] Conforme usado neste documento, o termo "promotor" se refere a um fragmento de ácido nucléico que funciona para controlar a transcrição de um ou mais genes, localizados a montante com relação à direção de transcrição do sítio de iniciação de transcrição do gene e sendo estruturalmente identificado pela presença de um sítio de ligação para RNA polimerase dependente de DNA, sítios de iniciação de transcrição e quaisquer outras sequências de DNA, incluindo porém não limitado aos sítios de ligação de fator de transcrição, sítios de ligação de proteína repressora e ativadora e quaisquer outras sequências de nucleotideo conhecidas por um versado na técnica para atuarem direta ou indiretamente para regular a quantidade de transcrição do promotor. Um promoter "constitutivo" é um promoter que é ativo sob condições mais ambientais e de desenvolvimento. Um promotor "induzível" é um promotor que é ativo sob regulação ambiental ou de desenvolvimento.As used herein, the term "promoter" refers to a nucleic acid fragment that functions to control the transcription of one or more genes, located upstream with respect to the transcription direction of the gene transcription initiation site. and being structurally identified by the presence of a DNA-dependent RNA polymerase binding site, transcription initiation sites and any other DNA sequences, including but not limited to transcription factor binding sites, repressor protein binding sites and activator and any other nucleotide sequences known to one of skill in the art to act directly or indirectly to regulate the amount of promoter transcription. A "constitutive" promoter is a promoter that is active under most environmental and developmental conditions. An "inducible" promoter is a promoter that is active under environmental or developmental regulation.

[043] O promotor que seria usado para obter uma expressão das sequências de nucleotideo codificando araA, araB e/ou araD pode não ser nativo com relação à sequência de nucleotideo codificando a enzima a ser expressa, isto é, um promotor que é heterólogo a sequência de nucleotideo (sequência de codificação) à qual está ligado operativamente. Embora o promotor preferivelmente seja heterólogo com relação à sequência de codificação a qual ele deve ser ligado operativamente, é também preferido que o promotor seja homólogo, isto é, endógeno com relação à célula hospedeira. Preferivelmente, o promotor heterólogo (com relação à sequência de nucleotideo) é capaz de produzir um nível de estado firme superior da transcrição compreendendo a sequência de codificação (ou é capaz de produzir mais moléculas de transcrição, isto é, moléculas de RNAm, por unidade de tempo) em relação ao promotor que é nativo à sequência de codificação, preferivelmente sob condições onde arabinose ou arabinose e glicose ou xilose e arabinose ou xilose e arabinose e glicose são disponíveis como fontes de carbono, mais preferivelmente como fontes de carbono principais (isto é, mais de 50% de disponibilidade da fonte de carbono consistem em arabinose ou arabinose e glicose ou xilose e arabinose ou xilose e arabinose e glicose), mais preferivelmente como as únicas fontes de carbono. Os promotores apropriados no contexto incluem ambos promotores naturais constitutivos e induziveis, bem como promotores transformados geneticamente. Um promotor preferido para uso na presente invenção será também sensível à repressão do catabolito (glicose) e/ou preferivelmente não necessitará de arabinose e/ou xilose para indução.The promoter that would be used to obtain expression of the araA, araB and / or araD encoding nucleotide sequences may not be native to the nucleotide sequence encoding the enzyme to be expressed, that is, a promoter that is heterologous to nucleotide sequence (coding sequence) to which it is operably linked. While the promoter preferably is heterologous to the coding sequence to which it should be operably linked, it is also preferred that the promoter is homologous, i.e. endogenous to the host cell. Preferably, the heterologous promoter (with respect to the nucleotide sequence) is capable of producing a higher steady-state level of transcription comprising the coding sequence (or is capable of producing more transcriptional molecules, i.e. mRNA molecules, per unit). with respect to the promoter that is native to the coding sequence, preferably under conditions where arabinose or arabinose and glucose or xylose and arabinose or xylose and arabinose and glucose are available as carbon sources, more preferably as major carbon sources (i.e. that is, more than 50% carbon source availability consists of arabinose or arabinose and glucose or xylose and arabinose or xylose and arabinose and glucose), more preferably as the sole carbon sources. Appropriate promoters in the context include both constitutive and inducible natural promoters as well as genetically transformed promoters. A preferred promoter for use in the present invention will also be sensitive to catabolite (glucose) repression and / or preferably will not require arabinose and / or xylose for induction.

[044] Os promotores possuindo estas características são amplamente disponíveis e conhecidos do versado na técnica. Exemplos apropriados de tais promotores incluem, por exemplo, promotores de genes glicolíticos, tais como, promotores de fosfofrutoquinase (PPK), triose fosfato isomerase (TPI), gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GPD, TDH3 ou GAPDH), piruvato quinase (PYK), fosfoglicerato quinase (PGK) de leveduras ou fungos filamentosos; mais detalhes destes promotores de levedura podendo ser encontrados no (WO 93/03159). Outros promotores úteis são proteínas ribossômicas codificando promotores de gene, o promotor do gene de lactase (LAC4), promotores de álcool desidrogenase (ADH1, ADH4 e semelhantes), o promotor de enolase (ENO), o promotor de glicose-6-fosfato isomerase (PGIl, Hauf e outros, 2000) ou o promotor do transportador de hexose(glicose) (HXT7) ou do gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (TDH3). A sequência do promotor de PGIl é fornecida na SEQ ID NO:51. A sequência do promotor de HXT7 é fornecida na SEQ ID NO:52. A sequência do promotor de TDH3 é fornecida na SEQ ID NO:49. Outros promotores, ambos constitutivos e induziveis e melhoradores ou sequências de ativação a montante serão conhecidos dos versados na técnica. Os promotores usados nas células hospedeiras da invenção podem ser modificados, caso desejado, para afetar suas características de controle.Promoters having these characteristics are widely available and known to the person skilled in the art. Suitable examples of such promoters include, for example, glycolytic gene promoters such as phosphofrutokinase (PPK) promoters, triose phosphate isomerase (TPI), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GPD, TDH3 or GAPDH), pyruvate kinase (PYK) ), phosphoglycerate kinase (PGK) from yeast or filamentous fungi; Further details of these yeast promoters can be found in (WO 93/03159). Other useful promoters are ribosomal proteins encoding gene promoters, the lactase gene promoter (LAC4), alcohol dehydrogenase promoters (ADH1, ADH4 and the like), the enolase promoter (ENO), the glucose-6-phosphate isomerase promoter. (PGI1, Hauf et al., 2000) or the hexose (glucose) transporter (HXT7) or glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (TDH3) promoter. The PGII promoter sequence is provided in SEQ ID NO: 51. The HXT7 promoter sequence is provided in SEQ ID NO: 52. The TDH3 promoter sequence is provided in SEQ ID NO: 49. Other promoters, both constitutive and inducible and enhancers or upstream activation sequences will be known to those skilled in the art. Promoters used in the host cells of the invention may be modified, if desired, to affect their control characteristics.

[045] Uma célula preferida da invenção é uma célula eucariótica transformada com os genes de araA, araB e araD de L. plantarum. Mais preferivelmente, a célula eucariótica é uma célula de levedura, mesmo mais preferivelmente uma cepa de S. cerevisiae transformada com os genes de araA, araB e araD de L. plantarum. Mais preferivelmente, a célula é tanto CBS 120327 quanto CBS 120328 ambas depositadas no CBS Institute (Paises-Baixos) em 27 de setembro de 2006.A preferred cell of the invention is a eukaryotic cell transformed with the L. plantarum araA, araB and araD genes. More preferably, the eukaryotic cell is a yeast cell, even more preferably a S. cerevisiae strain transformed with the L. plantarum araA, araB and araD genes. More preferably, the cell is both CBS 120327 and CBS 120328 both filed with the CBS Institute (Netherlands) on September 27, 2006.

[046] O termo "homóloga" quando usado para indicar a relação entre uma dada molécula de ácido nucléico (recombinante) ou polipeptídeo e um dado organismo hospedeiro ou célula hospedeira, significa que na natureza a dita molécula de ácido nucléico ou polipeptídeo é produzida por uma célula hospedeira ou organismos das mesmas espécies, preferivelmente da mesma variedade de cepa. Se homóloga a uma célula hospedeira, uma sequência de ácido nucléico codificando um polipeptídeo será tipicamente ligada operativamente a outra sequência promotora, ou, caso aplicável, outra sequência de sinal secretora e/ou sequência terminadora em relação ao seu ambiente natural. Quando usado para indicar a relação das duas sequências de ácido nucléico, o termo "homóloga" significa que uma sequência de ácido nucléico de fita simples pode hibridizar com relação à sequência de ácido nucléico de fita simples, complementar. O grau de hibridização dependerá de vários fatores incluindo a quantidade de identidade entre as sequências e as condições de hibridização, tais como, temperatura e concentração de sal conforme apresentado anteriormente. Preferivelmente, a região de identidade é superior a 5 pares de base, mais preferivelmente, a região de identidade é superior a 10 pares de base.The term "homologous" when used to indicate the relationship between a given (recombinant) nucleic acid molecule or polypeptide and a given host organism or host cell means that in nature said nucleic acid molecule or polypeptide is produced by a host cell or organisms of the same species, preferably of the same strain variety. If homologous to a host cell, a nucleic acid sequence encoding a polypeptide will typically be operably linked to another promoter sequence, or, if applicable, another secretory signal sequence and / or terminator sequence relative to its natural environment. When used to indicate the relationship of the two nucleic acid sequences, the term "homologous" means that a single stranded nucleic acid sequence can hybridize to the complementary single stranded nucleic acid sequence. The degree of hybridization will depend on a number of factors including the amount of sequence identity and the hybridization conditions such as temperature and salt concentration as set forth above. Preferably, the identity region is greater than 5 base pairs, more preferably, the identity region is greater than 10 base pairs.

[047] O termo "heterólogo" quando usado com relação a um ácido nucléico (DNA ou RNA) ou proteína se refere ao ácido nucléico ou proteína que não ocorre naturalmente como parte do organismo, célula, genoma ou sequência de DNA ou RNA onde ele está presente ou é encontrado em uma célula ou localização ou localizações no genoma ou sequência de DNA ou RNA que diferem daquela na qual ele é encontrado na natureza. Ácidos nucléicos ou proteínas heterólogos não são endógenos à célula dentro da qual ele é introduzido, porém foram obtidos de outra célula ou produzidos sintética ou recombinantemente. De modo geral, embora não necessariamente, tais ácidos nucléicos codificam proteínas que não são normalmente produzidas pela célula na qual o DNA é transcrito ou expresso. De modo semelhante, RNA exógeno codifica proteínas que não são normalmente expressas na célula na qual o RNA exógeno está presente. Ácidos nucléicos e proteínas heterólogos podem também ser referidos como ácidos nucléicos ou proteínas estanhos. Qualquer ácido nucléico ou proteína que um versado na técnica reconheça como sendo heterólogo ou estanho á célula na qual é expresso está englobado, neste documento, pelo termo ácido nucléico ou proteína heterólogo. O termo heterólogo também se aplica às combinações não naturais de sequências de ácido nucléico ou de aminoácido, isto é, combinações onde pelo menos duas da sequências combinadas são estranhas uma com relação a outra. Célula Eucariótica Preferida Capaz de Usar e/ou Converter L-arabinose e xilose [048] Em uma concretização mais preferida, a célula da invenção que expressa araA, araB e araD é capaz de usar L-arabinose e/ou converter a mesma em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou um produto de fermentação desejado, conforme definido neste documento anteriormente e adicionalmente exibir a capacidade de usar xilose e/ou converter xilose em xilulose. A conversão de xilose em xilulose é preferivelmente uma etapa da isomerização (isomerização direta de xilose em xilulose) . Este tipo de célula é portanto capaz de usar ambos L-arabinose e xilose. "Uso" de xileno possui preferivelmente o mesmo significado de "uso" de L-arabinose conforme descrito neste documento anteriormente.[047] The term "heterologous" when used with respect to a nucleic acid (DNA or RNA) or protein refers to non-naturally occurring nucleic acid or protein as part of the organism, cell, genome or sequence of DNA or RNA where it is present. is present or found in a cell or location or locations in the genome or sequence of DNA or RNA that differ from that in which it is found in nature. Nucleic acids or heterologous proteins are not endogenous to the cell into which it is introduced, but were obtained from another cell or synthetically or recombinantly produced. Generally, though not necessarily, such nucleic acids encode proteins that are not normally produced by the cell in which DNA is transcribed or expressed. Similarly, exogenous RNA encodes proteins that are not normally expressed in the cell in which exogenous RNA is present. Nucleic acids and heterologous proteins may also be referred to as nucleic acids or tin proteins. Any nucleic acid or protein that one skilled in the art recognizes as being heterologous or tin to the cell in which it is expressed is encompassed herein by the term nucleic acid or heterologous protein. The term heterologous also applies to unnatural combinations of nucleic acid or amino acid sequences, that is, combinations where at least two of the combined sequences are foreign to each other. Preferred Eukaryotic Cell Able to Use and / or Convert L-arabinose and xylose In a more preferred embodiment, the cell of the invention expressing araA, araB and araD is capable of using L-arabinose and / or converting it to L -ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product as defined hereinbefore and additionally exhibit the ability to use xylose and / or convert xylose to xylulose. The conversion of xylose to xylulose is preferably an isomerization step (direct isomerization of xylose to xylulose). This type of cell is therefore capable of using both L-arabinose and xylose. "Use" of xylene preferably has the same meaning as "use" of L-arabinose as described hereinabove.

[049] As definições de enzima são conforme usadas no WO 06/009434, para xilose isomerase (EC 5.3.1.5), xilulose quinase (EC 2.7.1.17), ribulose 5-fosfato epimerase (5.1.3.1), ribulose 5-fosfato isomerase (EC 5.3.1.6), transcetolase (EC 2.2.1.1), transaldolase (EC 2.2.1.2), e aldose reductase" (EC 1.1.1.21).Enzyme definitions are as used in WO 06/009434, for xylose isomerase (EC 5.3.1.5), xylulose kinase (EC 2.7.1.17), ribulose 5-phosphate epimerase (5.1.3.1), ribulose 5-phosphate isomerase (EC 5.3.1.6), transcetolase (EC 2.2.1.1), transaldolase (EC 2.2.1.2), and aldose reductase "(EC 1.1.1.21).

[050] Em uma modalidade preferida, a célula eucariótica da invenção expressando araA, araB e araD, conforme definido neste documento anteriormente, possui a capacidade de isomerizar xilose em xilulose, conforme descrito, por exemplo, no WO 03/0624430 ou no WO 06/009434. A capacidade de isomerizar xilose em xilulose é conferida a uma célula hospedeira por transformação de uma célula hospedeira com uma construção de ácido nucléico compreendendo uma sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase. A capacidade da célula hospedeira transformada de isomerizar xilose em xilulose é uma disomerização direta da xilose em xilulose. Fica entendido que a xilose isomerizada em xilulose é uma reação simples catalisada por uma xilose isomerase, quando oposta à conversão de duas etapas da xilose em xilulose através de um intermediário de xilitol, conforme catalisado por xilose reductase e xilitol desidrogenase, respectivamente.In a preferred embodiment, the eukaryotic cell of the invention expressing araA, araB and araD as defined hereinabove has the ability to isomerize xylose into xylulose as described, for example, in WO 03/0624430 or WO 06 / 009434. The ability to isomerize xylose into xylulose is conferred to a host cell by transforming a host cell with a nucleic acid construct comprising a nucleotide sequence encoding xylose isomerase. The ability of the transformed host cell to isomerize xylose to xylulose is a direct disomerization of xylose to xylulose. It is understood that xylose isomerized xylose is a simple reaction catalyzed by a xylose isomerase, as opposed to the two-step conversion of xylose to xylulose via a xylitol intermediate as catalyzed by xylose reductase and xylitol dehydrogenase, respectively.

[051] A sequência de nucleotideo codifica a xilose isomerase que é preferivelmente expressa na forma ativa na célula hospedeira transformada da invenção. Assim, a expressão da sequência de nucleotideo na célula hospedeira produz uma xilose isomerase com atividade especifica de pelo menos 10 U de atividade de xilose isomerase por MG de proteína a 30°C, preferivelmente pelo menos 20, 25, 30, 50, 100, 200, 300 ou 500 U por mg a 30°C. A atividade específica da xilose isomerase expressa na célula hospedeira transformada é definida, neste documento, como a quantidade de unidades de atividade de xilose isomerase por MG de proteína do lisado isento de célula da célula hospedeira, por exemplo, um lisado isento de célula de levedura. A determinação da xilose isomerase já foi descrita neste documento anteriormente.The nucleotide sequence encodes xylose isomerase which is preferably expressed in active form in the transformed host cell of the invention. Thus, expression of the nucleotide sequence in the host cell produces a xylose isomerase with specific activity of at least 10 U of xylose isomerase activity per protein MG at 30 ° C, preferably at least 20, 25, 30, 50, 100, 200, 300 or 500 U per mg at 30 ° C. The specific activity of xylose isomerase expressed in the transformed host cell is defined herein as the amount of units of xylose isomerase activity per MG of protein of the host cell free lysate, for example, a yeast free lysate . The determination of xylose isomerase has already been described herein.

[052] Preferivelmente, a expressão da sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase na célula hospedeira produz a xilose isomerase com um Km para xilose que é inferior a 50, 40, 30 ou 25 mM, mais preferivelmente, o Km para xilose é cerca de 20 mM ou menos.Preferably, expression of the nucleotide sequence encoding xylose isomerase in the host cell produces xylose isomerase with a Km for xylose that is less than 50, 40, 30 or 25 mM, more preferably, Km for xylose is about 20 mM or less.

[053] Uma sequência de nucleotideo preferida codificando a xilose isomerase pode ser selecionada do grupo consistindo em: (e) sequências de nucleotideo codificando um polipeptideo compreendendo uma sequência de aminoácido que possui pelo menos 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de aminoácido da SEQ ID NO: 7 ou SEQ ID NO: 15; (f) sequências de nucleotideo compreendendo uma sequência de nucleotideo que possui pelo menos 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, ou 99% de identidade de sequência com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 8 ou SEQ ID NO:16; (g) sequências de nucleotideo onde a fita complementar das mesmas hibridiza com relação a uma sequência de molécula de ácido nucléico de (a) ou (b); (h) sequências de nucleotideo, onde a sequência das mesmas difere da sequência de uma molécula de ácido nucléico de (c) em razão da degeneração do código genético.A preferred nucleotide sequence encoding xylose isomerase may be selected from the group consisting of: (e) nucleotide sequences encoding a polypeptide comprising an amino acid sequence having at least 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the amino acid sequence of SEQ ID NO: 7 or SEQ ID NO: 15; (f) nucleotide sequences comprising a nucleotide sequence having at least 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 97, 98, or 99% sequence identity to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 8 or SEQ ID NO: 16; (g) nucleotide sequences wherein the complementary strand thereof hybridizes to a nucleic acid molecule sequence of (a) or (b); (h) nucleotide sequences, where the sequence thereof differs from the sequence of a nucleic acid molecule from (c) by degeneration of the genetic code.

[054] A sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase pode codificar tanto uma xilose isomerase procariótica quanto eucariótica, isto é, uma xilose isomerase com uma sequência de aminoácido que é idêntica aquela de uma xilose isomerase que ocorre naturalmente no organismo procariótico ou eucariótico. Os presentes inventores verificaram que a capacidade de uma xilose isomerase especifica de conferir a uma célula hospedeira eucariótica a capacidade de isomerizar xilose em xilulose não depende muito se a isomerase é de origem procariótica ou eucariótica. Ao invés disto, isso depende da relação da sequência de aminoácido da isomerase em relação à sequência Piromyces (SEQ ID NO: 7). Surpreendentemente, a Piromyces isomerase está mais relacionada às isomerases procarióticas que às outras isomerase de leveduras conhecidas. Portanto, uma sequência de nucleotideo preferida codifica a xilose isomerase possuindo uma sequência de aminoácido que está relacionada à sequência Piromyces conforme definido acima. Uma sequência de nucleotideo preferida codifica uma xilose isomerase fúngica (por exemplo de um Basidiomycete) , mais preferivelmente a xilose isomerase de um fungo anaeróbico, por exemplo a xilose isomerase de um fungo anaeróbico que pertence às famílias Neocallimastix, Caecomyces, Piromyces, Orpinomyces ou Ruminomyces. Alternativamente, uma sequência de nucleotideo preferida codifica uma xilose isomerase bacteriana, preferivelmente uma bactéria gram-negativa, mais preferivelmente uma isomerase da classe Bacteroides ou do gênero Bacteroides, mais preferivelmente de B. thetaiotaomicron (SEQ ID NO: 15).The nucleotide sequence encoding the xylose isomerase may encode both a prokaryotic and eukaryotic xylose isomerase, i.e. a xylose isomerase with an amino acid sequence that is identical to that of a naturally occurring xylose isomerase in the prokaryotic or eukaryotic organism. The present inventors have found that the ability of a specific xylose isomerase to give a eukaryotic host cell the ability to isomerize xylose into xylulose does not depend greatly on whether the isomerase is of prokaryotic or eukaryotic origin. Instead, it depends on the ratio of the isomerase amino acid sequence to the Piromyces sequence (SEQ ID NO: 7). Surprisingly, Piromyces isomerase is more related to prokaryotic isomerases than to other known yeast isomerase. Therefore, a preferred nucleotide sequence encodes xylose isomerase having an amino acid sequence that is related to the Piromyces sequence as defined above. A preferred nucleotide sequence encodes a fungal xylose isomerase (e.g. from a Basidiomycete), more preferably an anaerobic fungal xylose isomerase, for example an anaerobic fungal xylose isomerase belonging to the Neocallimastix, Caecomyces, Piromyces, Oromyomyces or Orcesomyces families . Alternatively, a preferred nucleotide sequence encodes a bacterial xylose isomerase, preferably a gram negative bacterium, more preferably a Bacteroides class or Bacteroides isomerase, more preferably B. thetaiotaomicron (SEQ ID NO: 15).

[055] De modo a aumentar a probabilidade da xilose isomerase ser expressa na forma ativa em uma célula hospedeira eucariótica, tal como levedura, a sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase pode ser adaptada para otimizar seu uso do códon aquela da célula hospedeira eucariótica conforme definido neste documento anteriormente.In order to increase the likelihood that xylose isomerase is actively expressed in a eukaryotic host cell, such as yeast, the nucleotide sequence encoding xylose isomerase may be adapted to optimize its use of the eukaryotic host cell codon as appropriate. defined in this document earlier.

[056] Uma célula hospedeira para transformação com a sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase, conforme descrito acima, preferivelmente é uma hospedeira capaz de ativar ou inativar o transporte da xilose dentro da célula. A célula hospedeira preferivelmente contém glicólise ativa. A célula hospedeira pode conter, adicionalmente, uma via pentose fosfato endógena e pode conter atividade xilulose quinase endógena, de modo que a xilulose isomerizada da xilose pode ser metabolizada em piruvato. A hospedeira preferivelmente contém enzimas para conversão de piruvato em um produto de fermentação desejado, tal como, etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama ou uma cefalosporina. Uma célula hospedeira apropriada é uma célula hospedeira que é naturalmente capaz de fermentação alcoólica, preferivelmente, fermentação alcoólica anaeróbica. A célula hospedeira possui, adicional e preferivelmente uma tolerância alta ao etanol, uma tolerância alta ao pH baixo (isto é, capaz de desenvolver em um pH inferior a 5, 4, 3 ou 2,5) e na direção dos ácidos orgânicos, tais como, ácido láctico, ácido acético ou ácido fórmico e produtos de degradação de açúcar, tais como, furfural e hidróxi-metilfurfural e alta tolerância às temperaturas elevadas. Qualquer uma destas características ou atividades da célula hospedeira pode estar naturalmente presente na célula hospedeira ou pode ser introduzida ou alterada por modificação genética. Uma célula apropriada é um microorganismo eucariótico semelhante, por exemplo, a um fungo, contudo mais apropriadas como células hospedeiras são as leveduras ou fungos filamentosos. Leveduras preferidas e fungos filamentosos já foram definidos neste documento anteriormente.[056] A host cell for transformation with the nucleotide sequence encoding xylose isomerase as described above is preferably a host capable of activating or inactivating xylose transport within the cell. The host cell preferably contains active glycolysis. The host cell may additionally contain an endogenous pentose phosphate pathway and may contain endogenous xylulose kinase activity, so that the xylose isomerized xylulose may be metabolised to pyruvate. The host preferably contains enzymes for converting pyruvate into a desired fermentation product, such as ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, a amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic or a cephalosporin. A suitable host cell is a host cell that is naturally capable of alcoholic fermentation, preferably anaerobic alcoholic fermentation. The host cell additionally and preferably has a high tolerance to ethanol, a high tolerance to low pH (i.e. capable of developing at a pH of less than 5, 4, 3 or 2.5) and towards organic acids such as as lactic acid, acetic acid or formic acid and sugar degradation products such as furfural and hydroxymethylfurfural and high tolerance to elevated temperatures. Any of these characteristics or activities of the host cell may be naturally present in the host cell or may be introduced or altered by genetic modification. An appropriate cell is a eukaryotic microorganism similar to, for example, a fungus, but more suitable as host cells are yeast or filamentous fungi. Preferred yeasts and filamentous fungi have already been defined herein.

[057] Conforme usado neste documento, a palavra célula hospedeira possui o mesmo significado da célula.[057] As used herein, the word host cell has the same meaning as the cell.

[058] A célula da invenção é preferivelmente transformada com uma construção de ácido nucléico compreendendo a sequência de nucleotideo codificando a xilose isomerase. A construção do ácido nucléico que é preferivelmente usada é a mesma que a usada compreendendo a sequência de nucleotideo codificando araA, araB ou araD.The cell of the invention is preferably transformed with a nucleic acid construct comprising the nucleotide sequence encoding xylose isomerase. The nucleic acid construct which is preferably used is the same as that used comprising the nucleotide sequence encoding araA, araB or araD.

[059] Em outra concretização preferida da invenção, a célula da invenção: - expressando araA, araB e araD e exibindo a capacidade de isomerizar diretamente xilose em xilulose, conforme definido neste documento anteriormente compreende uma modificação genética que aumenta o fluxo da via de pentose fosfato, conforme descrito no WO 06/009434. Especificamente, a modificação genética causa um aumento no fluxo da via de pentose fosfato da parte não oxidativa. Uma modificação genética que causa um fluxo aumentado da parte não oxidativa da via de pentose fosfato é entendida neste documento como significando uma modificação que aumenta o fluxo em um fator de pelo menos 1,1, 1,2, 1,5, 2, 5, 10 ou 20, em comparação ao fluxo em uma cepa que é geneticamente idêntica, exceto pela modificação genética causando o fluxo aumentado. 0 fluxo da parte não oxidativa da via de pentose fosfato pode ser medido por crescimento do hospedeiro modificado na xilose como uma fonte de carbono única, determinando a taxa de produção especifica de xilitol da taxa de consumo de xilose especifica, se qualquer xilitol for produzido. Contudo, o fluxo da parte não oxidativa da via de pentose fosfato é proporcional à taxa de crescimento da xilose como fonte de carbono única, preferivelmente com a taxa anaeróbica de crescimento na xilose como a única fonte de carbono. Existe uma relação linear entre a taxa de crescimento na xilose como um fonte de carbono única (pmax) e o fluxo da parte não oxidativa da via de pentose fosfato. A taxa de consumo de xilose especifica (Qs) é igual à taxa de crescimento (μ) dividida pelo rendimento da biomassa no açúcar (Yxs) uma vez que o rendimento da biomassa no açúcar é constante (de acordo com um dado conjunto de condições: meio de crescimento anaeróbico, pH, histórico genético da cepa, etc.,; isto é, Qs = μ/ Yxs). Portanto, o fluxo aumentado da parte não oxidativa da via de pentose fosfato pode ser deduzido do aumento na taxa máxima de crescimento sob estas condições. Em uma modalidade preferida, a célula compreende uma modificação genética que aumenta o fluxo da via de pentose fosfato e que possui uma taxa de consumo de xilose especifica de pelo menos 346 mg xilose/g biomassa/h.[059] In another preferred embodiment of the invention, the cell of the invention: expressing araA, araB and araD and exhibiting the ability to directly isomerize xylose into xylulose as defined hereinbefore comprises a genetic modification that increases pentose pathway flow phosphate as described in WO 06/009434. Specifically, genetic modification causes an increase in the flow of the non-oxidative pentose phosphate pathway. A genetic modification that causes increased flow of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway is understood herein to mean a modification that increases flow by a factor of at least 1.1, 1.2, 1.5, 2, 5. , 10 or 20, compared to flow in a strain that is genetically identical, except for genetic modification causing increased flow. The flow of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway can be measured by growth of the xylose-modified host as a single carbon source, determining the specific xylitol production rate from the specific xylose consumption rate if any xylitol is produced. However, the flow of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway is proportional to the growth rate of xylose as the sole carbon source, preferably with the anaerobic rate of growth in xylose as the sole carbon source. There is a linear relationship between the rate of growth in xylose as a single carbon source (pmax) and the flow of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway. The specific xylose consumption rate (Qs) is equal to the growth rate (μ) divided by the sugar biomass yield (Yxs) since the sugar biomass yield is constant (under a given set of conditions: anaerobic growth medium, pH, strain genetic history, etc., ie Qs = μ / Yxs). Therefore, the increased flow of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway can be deduced from the increase in the maximum growth rate under these conditions. In a preferred embodiment, the cell comprises a genetic modification that increases the flow of the pentose phosphate pathway and which has a specific xylose consumption rate of at least 346 mg xylose / g biomass / hr.

[060] As modificações genéticas que aumentam o fluxo da via de pentose fosfato podem ser introduzidas na célula hospedeira de vários modos. Estes incluem, por exemplo, obtenção de níveis de atividade de estado firme maiores de xilose quinase e/ou uma ou mais das enzimas da parte não oxidativa da via de pentose fosfato e/ou um nivel de estado firme reduzido de atividade da aldose redutase não específica. Estas alterações nos níveis de atividade de estado firme podem se efetuadas por seleção de mutantes (espontâneas ou induzidas por substâncias químicas ou radiação) e/ou por tecnologia de DNA recombinante, por exemplo, por superexpressão ou inativação, respectivamente dos genes codificando as enzimas ou fatores regulando estes genes.Genetic modifications that increase the flow of the pentose phosphate pathway can be introduced into the host cell in various ways. These include, for example, obtaining higher steady-state activity levels of xylose kinase and / or one or more of the enzymes of the non-oxidative part of the pentose phosphate pathway and / or a reduced steady-state level of non-aldose reductase activity. specific. These changes in steady-state activity levels may be effected by mutant selection (spontaneous or chemical- or radiation-induced) and / or recombinant DNA technology, for example by overexpression or inactivation, respectively of genes encoding the enzymes or factors regulating these genes.

[061] Em uma célula hospedeira mais preferida, a modificação genética compreende superexpressão de pelo menos uma enzima da via pentose fosfato (parte não oxidativa). Preferivelmente, a enzima é selecionada do grupo consistindo nas enzimas codificando ribulose-5-fosfato isomerase, ribulose-5-fosfato epimerase, transcetolase e transaldolase, conforme descrito no WO 06/009434.[061] In a more preferred host cell, genetic modification comprises overexpression of at least one pentose phosphate pathway enzyme (non-oxidative part). Preferably, the enzyme is selected from the group consisting of enzymes encoding ribulose-5-phosphate isomerase, ribulose-5-phosphate epimerase, transcetolase and transaldolase as described in WO 06/009434.

[062] Várias combinações de enzimas da via pentose fosfato (parte não oxidativa) podem ser superexpressas. Por exemplo as enzimas que são superexpressas podem ser pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase e ribulose-5-fosfato epimerase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase e transcetolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase e transaldolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato epimerase e transcetolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato epimerase e transaldolase; ou pelo menos as enzimas transcetolase e transaldolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato epimerase, transcetolase e transaldolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase, transcetolase e transaldolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase, ribulose-5-fosfato epimerase, e transaldolase; ou pelo menos as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase, ribulose-5-fosfato epimerase, e transcetolase. Em uma concretização da invenção cada uma das enzimas ribulose-5-fosfato isomerase, ribulose-5-fosfato epimerase, transcetolase e transaldolase são superexpressas na célula hospedeira. Mais preferida é uma célula hospedeira na qual a modificação genética compreende pelo menos superexpressão de ambas as enzimas transcetolase e transaldolase como tal, uma célula hospedeira já é capaz de crescimento anaeróbico na xilose. De fato, em algumas condições, nós verificamos que células hospedeiras superexpressando apenas a transcetolase e a transaldolase já possuem a mesma taxa de crescimento anaeróbico na xilose, como das células hospedeiras que expressam todas as quatro enzimas, isto é, ribulose-5-fosfato isomerase, ribulose-5-fosfato epimerase, transcetolase e transaldolase. Além disto, as células hospedeiras superexpressando ambas as enzimas ribulose-5-fosfato isomerase 3 ribulose-5-fosfato epimerase são preferidas em relação às células hospedeiras superexpressando apenas a isomerase ou apenas a epimerase como superexpressão de apenas uma destas enzimas pode produzir desequilíbrios metabólicos.[062] Various enzyme combinations of the pentose phosphate pathway (non-oxidative part) may be overexpressed. For example the enzymes that are overexpressed may be at least ribulose-5-phosphate isomerase and ribulose-5-phosphate epimerase enzymes; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate isomerase and transcetolase; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate isomerase and transaldolase; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate epimerase and transcetolase; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate epimerase and transaldolase; or at least the transketolase and transaldolase enzymes; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate epimerase, transcetolase and transaldolase; or at least ribulose-5-phosphate isomerase, transcetolase and transaldolase enzymes; or at least the enzymes ribulose-5-phosphate isomerase, ribulose-5-phosphate epimerase, and transaldolase; or at least the ribulose-5-phosphate isomerase, ribulose-5-phosphate epimerase, and transcetolase enzymes. In one embodiment of the invention each enzyme ribulose-5-phosphate isomerase, ribulose-5-phosphate epimerase, transcetolase and transaldolase are overexpressed in the host cell. Most preferred is a host cell in which the genetic modification comprises at least overexpression of both transketolase and transaldolase enzymes as such, a host cell already capable of anaerobic growth in xylose. In fact, under some conditions, we have found that host cells overexpressing only transcetolase and transaldolase already have the same anaerobic growth rate in xylose as host cells expressing all four enzymes, ie ribulose-5-phosphate isomerase. , ribulose-5-phosphate epimerase, transcetolase and transaldolase. In addition, host cells overexpressing both ribulose-5-phosphate isomerase enzymes 3 ribulose-5-phosphate epimerase are preferred over host cells overexpressing only isomerase or epimerase as overexpression of only one of these enzymes may produce metabolic imbalances.

[063] Existem vários meios disponíveis na técnica para superexpressão de enzimas nas células da invenção. Especificamente, uma enzima pode ser superexpressa por aumento do número de cópias da codificação genética para a enzima em uma célula hospedeira, por exemplo, por integração das cópias adicionais do gene no genoma da célula hospedeira, por expressão do gene a partir de um vetor de expressão epissomal ou por introdução de um vetor de expressão epissomal que compreende múltiplas cópias do gene.There are various means available in the art for enzyme overexpression in the cells of the invention. Specifically, an enzyme may be overexpressed by increasing the copy number of the genetic coding for the enzyme in a host cell, for example by integrating additional copies of the gene into the host cell genome, by expressing the gene from a vector of episomal expression or by introducing a episomal expression vector comprising multiple copies of the gene.

[064] Alternativamente, a superexpressão das enzimas nas células hospedeiras da invenção pode ser obtida por emprego de um promotor que não é nativo em relação à sequência codificando a enzima a ser superexpressa, isto é, um promotor que é heterólogo com relação à sequência de codificação a qual ele é ligado operativamente. Promotores apropriados para esta finalidade já foram definidos neste documento.Alternatively, overexpression of enzymes in the host cells of the invention may be accomplished by employing a promoter that is not native to the sequence encoding the enzyme to be overexpressed, that is, a promoter that is heterologous to the sequence of coding to which it is operatively linked. Appropriate promoters for this purpose have already been defined in this document.

[065] A sequência de codificação usada para superexpressão das enzimas preferivelmente é homóloga em relação à célula hospedeira da invenção. Contudo, sequências de codificação que são heterólogas com relação à célula hospedeira da invenção podem da mesma forma se aplicadas, conforme mencionado no WO 06/009434.The coding sequence used for enzyme overexpression preferably is homologous to the host cell of the invention. However, coding sequences that are heterologous with respect to the host cell of the invention may similarly be applied as mentioned in WO 06/009434.

[066] Uma sequência de nucleotideo usada para superexpressão da ribulose-5-fosfato isomerase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade ribulose-5-fosfato isomerase, pelo que, preferivelmente o polipeptideo possui uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com a SEQ ID NO: 17 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 18, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.A nucleotide sequence used for ribulose-5-phosphate isomerase overexpression in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a polypeptide with ribulose-5-phosphate isomerase activity, so preferably the polypeptide has an amino acid sequence. having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity to SEQ ID NO: 17 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 18 under moderate conditions. preferably under stringent conditions.

[067] Uma sequência de nucleotideo usada para superexpressão de ribulose-5-fosfato epimerase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade ribulose-5-fosfato epimerase, pelo que, preferivelmente o polipeptideo possui uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 19 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 20, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.[067] A nucleotide sequence used for ribulose-5-phosphate epimerase overexpression in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a polypeptide with ribulose-5-phosphate epimerase activity, so preferably the polypeptide has an amino acid sequence. having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity with SEQ ID NO: 19 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 20 under moderate conditions, preferably under stringent conditions.

[068] Uma sequência de nucleotideo usada para superexpressão de transcetolase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade transcetolase, pelo que preferivelmente o polipeptideo possui uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 21 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 22, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.[068] A nucleotide sequence used for transcetolase overexpression in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a transcetolase activity polypeptide, whereby preferably the polypeptide has an amino acid sequence having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity to SEQ ID NO: 21 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 22 under moderate conditions, preferably under stringent conditions.

[069] Uma sequência de nucleotideo usada para superexpressão da transaldolase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade transaldolase, pelo que preferivelmente o polipeptideo possui uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 23 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 24, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.[069] A nucleotide sequence used for transaldolase overexpression in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a transaldolase activity polypeptide, so preferably the polypeptide has an amino acid sequence having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity to SEQ ID NO: 23 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 24 under moderate conditions, preferably under stringent conditions.

[070] Superexpressão de uma enzima, quando se referindo à produção da enzima em uma célula hospedeira geneticamente modificada, significa que a enzima é produzida em um nivel maior de atividade enzimática especifica em comparação à célula hospedeira não modificada sob condições idênticas. Geralmente isto significa que a proteína enzimaticamente ativa (ou proteínas no caso de enzimas de múltiplas subunidades) é produzida em quantidades maiores ou ao invés disso em um nivel de estado firme mais alto, em comparação à célula hospedeira não modificada sob condições idênticas. De modo semelhante, isso geralmente significa que a codificação de RNAm para a proteina enzimaticamente ativa é produzida em quantidades maiores ou novamente ao invés disto, em um nivel de estado firme mais alto quando comparado à célula hospedeira não modificada sob condições idênticas. A superexpressão de uma enzima é assim preferivelmente determinada por medição do nível da atividade especifica da enzima em uma célula hospedeira usando ensaios de enzima apropriados, conforme descrito neste documento. Alternativamente, a superexpressão da enzima pode ser determinada indiretamente por quantificação do nível de estado firme especifico da proteína da enzima, por exemplo, usando anticorpos específicos para a enzima ou por quantificação do nível firme específico de codificação de RNAm para a enzima. 0 último podendo especificamente ser apropriado para enzimas da via de pentose fosfato para as quais os ensaios enzimáticos não são facilmente praticáveis como substratos para as enzimas não são comercialmente disponíveis. Preferivelmente nas células hospedeiras da invenção, uma enzima a ser superexpressa é superexpressa por um fator de pelo menos 1,1, 1,2, 1,5, 2, 5, 10 ou 20 em comparação a uma cepa que é geneticamente idêntica, exceto pela modificação genética causando a superexpressão. Deve ser entendido que estes níveis de superexpressão podem ser aplicar ao nível de estado firme da atividade da enzima, o nível de estado firme da proteína da enzima, bem como o nível de estado firme da transcrição codificando a enzima.Overexpression of an enzyme, when referring to enzyme production in a genetically modified host cell, means that the enzyme is produced at a higher level of specific enzyme activity compared to the unmodified host cell under identical conditions. This usually means that enzymatically active protein (or proteins in the case of multi-subunit enzymes) is produced in larger quantities or rather at a higher steady state level compared to the unmodified host cell under identical conditions. Similarly, this generally means that the mRNA coding for the enzymatically active protein is produced in larger quantities or again instead at a higher steady state level compared to the unmodified host cell under identical conditions. Overexpression of an enzyme is thus preferably determined by measuring the level of specific enzyme activity in a host cell using appropriate enzyme assays as described herein. Alternatively, enzyme overexpression may be indirectly determined by quantitation of the enzyme-specific firm-level level of the enzyme, for example, by using enzyme-specific antibodies or by quantitation of the enzyme-specific firm-level mRNA coding. The latter may specifically be suitable for pentose phosphate pathway enzymes for which enzyme assays are not readily practicable as substrates for the enzymes are not commercially available. Preferably in the host cells of the invention, an enzyme to be overexpressed is overexpressed by a factor of at least 1.1, 1.2, 1.5, 2, 5, 10, or 20 compared to a genetically identical strain except by genetic modification causing overexpression. It should be understood that these overexpression levels can be applied to the steady state level of enzyme activity, the steady state level of enzyme protein, as well as the steady state level of transcription encoding the enzyme.

[071] Em uma concretização adicionalmente preferida, a célula hospedeira da invenção: expressando araA, araB e araD, e exibindo a capacidade de isomerizar diretamente xilose em xilulose e opcionalmente - compreendendo uma modificação genética que aumenta o fluxo da via de pentose conforme definido neste documento anteriormente, compreende adicionalmente uma modificação genética que aumenta a atividade especifica da xilulose quinase. Preferivelmente a modificação genética causa a superexpressão de uma xilulose quinase, por exemplo, por superexpressão de uma sequência de nucleotideo codificando uma xilulose quinase. O gene codificando a xilulose quinase pode ser endógeno à célula hospedeira ou pode ser uma xilulose quinase que é heteróloga à célula hospedeira. Uma sequência de nucleotideo usada para superexpressão da xilulose quinase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade de xilulose quinase, pelo que preferivelmente o polipeptideo apresenta uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 25 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 26, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.[071] In a further preferred embodiment, the host cell of the invention: expressing araA, araB and araD, and exhibiting the ability to directly isomerize xylose into xylulose and optionally comprising a genetic modification that increases pentose pathway flow as defined herein. The above document further comprises a genetic modification that enhances the specific activity of xylulose kinase. Preferably the genetic modification causes overexpression of a xylulose kinase, for example by overexpression of a nucleotide sequence encoding a xylulose kinase. The gene encoding xylulose kinase may be endogenous to the host cell or may be a xylulose kinase that is heterologous to the host cell. A nucleotide sequence used for overexpression of xylulose kinase in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a xylulose kinase activity polypeptide, whereby preferably the polypeptide has an amino acid sequence having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity to SEQ ID NO: 25 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 26 under moderate conditions, preferably under stringent conditions.

[072] Uma xilulose quinase especificamente preferida é uma xilose quinase que está relacionada à xilulose quinase xylB de Piromyces conforme mencionado no WO 03/0624430. Uma sequência de nucleotideo mais preferida para uso na superexpressão da xilulose quinase na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotideo codificando um polipeptideo com atividade xilulose quinase, pelo que preferivelmente o polipeptideo apresenta uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 27 ou pelo que a sequência de nucleotideo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotideo da SEQ ID NO: 28, sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.A specifically preferred xylulose kinase is a xylose kinase that is related to Piromyces xylBase kinase as mentioned in WO 03/0624430. A more preferred nucleotide sequence for use in overexpressing xylulose kinase in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding a xylulose kinase activity polypeptide, whereby preferably the polypeptide has an amino acid sequence having at least 45, 50, 55, 60, 65, 70, 80, 90 or 95% identity with SEQ ID NO: 27 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 28 under moderate conditions, preferably under conditions stringent.

[073] Nas células hospedeiras da invenção, a modificação genética que aumenta a atividade especifica da xilulose quinase pode ser combinada com quaisquer modificações que aumentando o fluxo da via de pentose fosfato conforme mencionado acima, porém esta combinação não é essencial para a invenção. Assim, uma célula hospedeira da invenção compreendendo uma modificação genética que aumenta a atividade especifica da xilulose quinase, além da expressão das enzimas araA, araB e araD conforme definido neste documento é especificamente incluída na invenção. Os vários dispositivos disponíveis na técnica para obtenção e análise de uma xilulose quinase nas células hospedeiras da invenção são as mesmas descritas acima para as enzimas da via pentose fosfato. Preferivelmente nas células hospedeiras da invenção, a xilulose quinase a ser superexpressa é superexpressa por pelo menos um fator 1,1, 1,2, 1,5, 2, 5, 10 ou 20 em comparação a uma cepa que é geneticamente idêntica, exceto para a modificação genética levando à superexpressão. Deve ser entendido que estes níveis de superexpressão podem ser aplicar ao nível de estado firme da atividade da enzima, o nível de estado firme da proteína da enzima, bem como o nível de estado firme da transcrição codificando a enzima.[073] In the host cells of the invention, genetic modification that enhances specific xylulose kinase activity may be combined with any modifications that increase the flow of the pentose phosphate pathway as mentioned above, but this combination is not essential to the invention. Thus, a host cell of the invention comprising a genetic modification that enhances specific xylulose kinase activity in addition to expression of the araA, araB and araD enzymes as defined herein is specifically included in the invention. The various devices available in the art for obtaining and analyzing a xylulose kinase in the host cells of the invention are the same as those described above for the pentose phosphate pathway enzymes. Preferably in the host cells of the invention, the xylulose kinase to be overexpressed is overexpressed by at least one factor 1,1, 1,2, 1,5, 2, 5, 10 or 20 compared to a genetically identical strain except for genetic modification leading to overexpression. It should be understood that these overexpression levels can be applied to the steady state level of enzyme activity, the steady state level of enzyme protein, as well as the steady state level of transcription encoding the enzyme.

[074] Em uma concretização adicional preferida, a célula hospedeira da invenção: - expressando araA, araB e araD, e exibindo a capacidade de isomerizar diretamente xilose em xilulose e opcionalmente - compreendendo uma modificação genética que aumenta o fluxo da via de pentose e/ou - compreendendo adicionalmente uma modificação genética que aumenta a atividade específica da atividade da xilulose quinase, tudo conforme descrito aqui anteriormente compreende adicionalmente, uma modificação genética que reduz a atividade não específica da aldose reductase na célula hospedeira. Preferivelmente, a atividade não específica da aldose reductase é reduzida na célula hospedeira por uma ou mais modificações genéticas que reduzem a expressão ou inativam um gene codificando uma aldose reductase não específica, conforme descrito no WO 06/009434. Preferivelmente, as modificações genéticas reduzem ou inativam a expressão de cada cópia endógena de um gene codificando uma aldose reductase não específica nas células hospedeira. As células hospedeiras podem compreender múltiplas cópias de genes codificando aldoses reductases não específicas como resultado de di, poli ou aneuplóide, e/ou a célula hospedeira pode conter várias (isso)enzimas diferentes com atividade aldose reductase que diferem na sequência de aminoácido e que são clonadas por um gene diferente. Também, em tais momentos, preferivelmente a expressão de cada gene que codifica uma aldose reductase não específica é reduzida ou inativada. Preferivelmente, o gene é inativado por deleção de pelo menos parte do gene ou por interrupção do gene, pelo gue, neste contexto, o termo gene também inclui qualguer sequência de não codificação a montante ou a jusante da sequência de codificação, a deleção ou inativação (parcial) resultando na redução da expressão de atividade não específica da aldose reductase na célula hospedeira. Uma sequência de nucleotídeo codificando uma aldose reductase cuja atividade deve ser reduzida na célula hospedeira da invenção é uma sequência de nucleotídeo codificando um polipeptídeo com atividade aldose reductase, pelo que preferivelmente o polipeptídeo apresenta uma sequência de aminoácido possuindo pelo menos 50, 60, 70, 80, 90 ou 95% de identidade com SEQ ID NO: 29 ou pelo que a sequência de nucleotídeo é capaz de hibridizar com a sequência de nucleotídeo da SEQ ID NO: 30 sob condições moderadas, preferivelmente sob condições estringentes.In a further preferred embodiment, the host cell of the invention: expressing araA, araB and araD, and exhibiting the ability to directly isomerize xylose into xylulose and optionally comprising a genetic modification that increases pentose pathway flow and / or - further comprising a genetic modification that increases the specific activity of xylulose kinase activity, all as described hereinbefore further comprises, a genetic modification that reduces the non-specific activity of aldose reductase in the host cell. Preferably, non-specific aldose reductase activity is reduced in the host cell by one or more genetic modifications that reduce expression or inactivate a gene encoding a non-specific aldose reductase as described in WO 06/009434. Preferably, genetic modifications reduce or inactivate expression of each endogenous copy of a gene encoding a non-specific aldose reductase in host cells. Host cells may comprise multiple copies of genes encoding nonspecific aldoses reductases as a result of di, poly or aneuploid, and / or the host cell may contain several different (that) enzymes with aldose reductase activity that differ in amino acid sequence and which are cloned by a different gene. Also, at such times, preferably the expression of each gene encoding a non-specific aldose reductase is reduced or inactivated. Preferably, the gene is inactivated by deletion of at least part of the gene or by disruption of the gene, whereby in this context the term gene also includes any non-coding sequence upstream or downstream of the coding sequence, deletion or inactivation. (partial) resulting in reduced expression of non-specific aldose reductase activity in the host cell. A nucleotide sequence encoding an aldose reductase whose activity is to be reduced in the host cell of the invention is a nucleotide sequence encoding an aldose reductase activity polypeptide, whereby the polypeptide preferably has an amino acid sequence having at least 50, 60, 70, 80, 90 or 95% identity to SEQ ID NO: 29 or whereby the nucleotide sequence is capable of hybridizing to the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 30 under moderate conditions, preferably under stringent conditions.

[075] Nas células hospedeiras da invenção, a expressão das enzimas araA, araB e araD conforme definida neste documento é combinada com modificação genética que reduz a atividade não específica da aldose reductase. A modificação genética conduzindo à redução da atividade não específica da aldose reductase pode ser combinada com qualquer uma das modificações aumentando o fluxo da via pentose fosfato e/ou com qualquer uma das modificações aumentando a atividade da xilulose quinase específica nas células hospedeiras conforme descrito acima, porém estas combinações não são essenciais para a invenção. Assim, uma célula hospedeira expressando araA, araB, e araD, compreendendo uma modificação genética adicional que reduz a atividade não especifica da aldose reductase é especificamente incluída na invenção.[075] In the host cells of the invention, the expression of the araA, araB and araD enzymes as defined herein is combined with genetic modification that reduces non-specific aldose reductase activity. Genetic modification leading to reduction of non-specific aldose reductase activity may be combined with any of the modifications by increasing the flow of the pentose phosphate pathway and / or with any of the modifications by increasing the specific xylulose kinase activity in host cells as described above, however these combinations are not essential to the invention. Thus, a host cell expressing araA, araB, and araD, comprising an additional genetic modification that reduces non-specific aldose reductase activity is specifically included in the invention.

[076] Em uma modalidade preferida, a célula hospedeira é CBS 120327 depositada no CBS Institute (Paises-Baixos) em 27 de setembro de 2006.[076] In a preferred embodiment, the host cell is CBS 120327 filed with the CBS Institute (Netherlands) on September 27, 2006.

[077] Em uma concretização adicional e preferida, a invenção se refere às células hospedeiras modificadas que são adicionalmente adaptadas à L-arabinose (uso da L-arabinose e/ou conversão da mesma em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado e, opcionalmente, utilização da xilose por seleção de mutantes, tanto espontâneos quanto induzidos (por exemplo, por radiação ou substâncias químicas), para o crescimento na L-arabinose e opcionalmente xilose, preferivelmente na L-arabinose e opcionalmente xilose como a única fonte de carbono e, mais preferivelmente sob condições anaeróbicas. A seleção dos mutantes pode ser realizada por passagem em série das culturas, por exemplo, conforme descrito em Kuyper e outros (2004, FEMS Yeast Res. 4_: 655-664) e/ou por cultivo sob pressão seletiva em uma cultura do quimiostato conforme descrito no Exemplo 4 do WO 06/009434. Este processo de seleção pode continuar por tanto tempo quanto necessário. Este processo de seleção é preferivelmente realizado durante uma semana até um ano. Contudo, o processo de seleção pode ser realizado por um período de tempo mais longo, caso necessário. Durante o processo de seleção, as células são preferivelmente cultivadas na presença de aproximadamente 20 g/L de L-arabinose e/ou aproximadamente 20 g/L de xilose. Espera-se que a célula obtida ao final deste processo de seleção seja aperfeiçoada em suas capacidades de uso da L-arabinose e/ou xilose, e/ou conversão da L-arabinose em L-ribulose e/ou xilulose 5-fosfato e/ou um produto de fermentação desejado, tal como, etanol. Neste contexto, "célula aperfeiçoada" pode significar que uma célula obtida é capaz de usar L-arabinose e/ou xilose de um modo mais eficiente que a célula que deriva da mesma. Por exemplo, espera-se que a célula obtida tenha um crescimento melhor: aumento da taxa especifica de crescimento de pelo menos 2% em relação à célula da qual deriva sob as mesmas condições. Preferivelmente, o aumento é de pelo menos 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% ou mais. A taxa de crescimento especifica pode ser calculada de OÜ660 conforme conhecido de um versado na técnica. Portanto, por monitoramento de OD660, pode-se deduzir a taxa especifica de crescimento. Neste contexto "célula aperfeiçoada" pode significar que a célula obtida converte L-arabinose em L-ribulose e/ou xilulose 5-fosfato e/ou um produto de fermentação desejado, tal como, etanol em um modo mais eficiente que na célula da qual deriva. Por exemplo, espera-se que a célula obtida produza quantidades maiores de L-ribulose e/ou xilulose 5-fosfato e/ou um produto de fermentação desejado tal como etanol: aumento em pelo menos um destes compostos de pelo menos 2% em relação à célula da qual deriva sob as mesmas condições. Preferivelmente, o aumento é de pelo menos 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% ou mais. Neste contexto "célula aperfeiçoada" pode também significar que a célula obtida converte xilose em xilulose e/ou um produto de fermentação desejado tal como etanol de modo mais eficiente que a célula da qual deriva. Por exemplo, espera-se que a célula obtida produza quantidades maiores de xilulose e/ou um produto de fermentação desejado tal como etanol: aumento de pelo menos um destes compostos em pelo menos 2% em relação à célula da qual deriva sob as mesmas condições. Preferivelmente, o aumento é de pelo menos 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% ou mais.In a further preferred embodiment, the invention relates to modified host cells which are further adapted to L-arabinose (use of L-arabinose and / or conversion thereof to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose). and / or in a desired fermentation product and, optionally, use of xylose by selection of both spontaneous and induced mutants (e.g., by radiation or chemicals), for growth in L-arabinose and optionally xylose, preferably in L -arabinosis and optionally xylose as the sole carbon source, and more preferably under anaerobic conditions.Selection of mutants can be performed by serial passage of cultures, for example as described in Kuyper et al. (2004, FEMS Yeast Res. 4_ : 655-664) and / or by selective pressure cultivation in a chemostat culture as described in Example 4 of WO 06/009434 This selection process may continue for as long as necessary. This selection process is preferably carried out for one week to one year. However, the selection process may be carried out for a longer period of time if necessary. During the selection process, cells are preferably cultured in the presence of approximately 20 g / l L-arabinose and / or approximately 20 g / l xylose. The cell obtained at the end of this selection process is expected to be enhanced in its ability to use L-arabinose and / or xylose, and / or to convert L-arabinose to L-ribulose and / or 5-phosphate and / or xylulose. or a desired fermentation product, such as ethanol. In this context, "improved cell" may mean that a cell obtained is capable of using L-arabinose and / or xylose more efficiently than the cell derived therefrom. For example, the cell obtained is expected to have better growth: increasing the specific growth rate by at least 2% over the cell from which it is derived under the same conditions. Preferably, the increase is at least 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% or more. Specific growth rate can be calculated from OÜ660 as known to one of skill in the art. Therefore, by monitoring OD660, one can deduce the specific rate of growth. In this context "improved cell" may mean that the obtained cell converts L-arabinose to L-ribulose and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product, such as ethanol in a more efficient manner than in the cell of which drift. For example, the cell obtained is expected to produce larger amounts of L-ribulose and / or 5-phosphate xylulose and / or a desired fermentation product such as ethanol: increase in at least one of these compounds by at least 2% over to the cell from which it derives under the same conditions. Preferably, the increase is at least 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% or more. In this context "improved cell" may also mean that the obtained cell converts xylose to xylulose and / or a desired fermentation product such as ethanol more efficiently than the cell from which it is derived. For example, the cell obtained is expected to produce larger amounts of xylulose and / or a desired fermentation product such as ethanol: at least 2% increase of these compounds over the cell from which it is derived under the same conditions. . Preferably, the increase is at least 4%, 6%, 8%, 10%, 15%, 20%, 25% or more.

[078] Em uma célula hospedeira preferida da invenção, pelo menos uma das modificações genéticas descritas acima, incluindo modificações obtidas por seleção de mutantes, confere à célula hospedeira a capacidade de se desenvolver em L-arabinose e opcionalmente xilose como fonte de carbono, preferivelmente como a única fonte de carbono, e preferivelmente sob condições anaeróbicas. Preferivelmente a célula hospedeira modificada não produz essencialmente xilitol, por exemplo, o xilitol produzido está abaixo do limite de detecção ou, por exemplo, menos de 5, 2, 1, 0,5 ou 0,3 % do carbono consumido em uma base molar.In a preferred host cell of the invention, at least one of the genetic modifications described above, including modifications obtained by mutant selection, gives the host cell the ability to grow on L-arabinose and optionally xylose as a carbon source, preferably as the sole carbon source, and preferably under anaerobic conditions. Preferably the modified host cell does not essentially produce xylitol, for example the xylitol produced is below the limit of detection or, for example, less than 5, 2, 1, 0.5 or 0.3% of carbon consumed on a molar basis. .

[079] Preferivelmente a célula hospedeira modificada possui a capacidade de se desenvolver na L-arabinose e opcionalmente xilose como a única fonte de carbono a uma taxa de pelo menos 0,001, 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,1, 0,2, 0,25 ou 0,3 h_1 sob condições aeróbicas, ou se aplicável, em uma taxa de pelo menos 0,001, 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,12, 0,15 ou 0,2 h"1 sob condições anaeróbicas. Preferivelmente a célula hospedeira modificada apresenta a capacidade de se desenvolver na mistura de glicose e L-arabinose e opcionalmente xilose (em uma razão em peso de 1:1) como a única fonte de carbono a uma taxa de pelo menos 0,001, 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,1, 0,2, 0,25 ou 0,3 h-1 sob condições aeróbicas, ou se aplicável, a uma taxa de pelo menos 0,001, 0,005, 0,01, 0,03, 0,05, 0,1, 0,12, 0,15 ou 0,2 h-1 sob condições anaeróbicas.Preferably the modified host cell has the ability to develop into L-arabinose and optionally xylose as the sole carbon source at a rate of at least 0.001, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05.0 , 1, 0.2, 0.25 or 0.3 h_1 under aerobic conditions, or if applicable, at a rate of at least 0.001, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0 .08, 0.09, 0.1, 0.12, 0.15 or 0.2 h -1 under anaerobic conditions. Preferably the modified host cell has the ability to grow in the mixture of glucose and L-arabinose and optionally xylose (in a 1: 1 weight ratio) as the sole carbon source at a rate of at least 0.001, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.2, 0, 25 or 0.3 h -1 under aerobic conditions, or if applicable, at a rate of at least 0.001, 0.005, 0.01, 0.03, 0.05, 0.1, 0.12, 0.15 or 0.2 h -1 under anaerobic conditions.

[080] Preferivelmente, a célula hospedeira modificada possui uma taxa de consumo especifica de L-arabinose e opcionalmente de xilose de pelo menos 346, 350, 400, 500, 600, 650, 700, 750, 800, 900 ou 1.000 mg/g células/h. Preferivelmente, a célula hospedeira modificada possui um rendimento de produto de fermentação (tal como, etanol) em L-arabinose e opcionalmente xilose que é pelo menos de 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 85, 90, 95 ou 98% do rendimento da célula hospedeira do produto de fermentação (tal como etanol) na glicose. Mais preferivelmente, o rendimento da célula hospedeira modificada do produto de fermentação (tal como etanol) na L-arabinose e opcionalmente xilose é igual a um rendimento da célula hospedeira do produto de fermentação (tal como, etanol) na glicose. Da mesma forma, o rendimento da biomassa da célula hospedeira modificada na L-arabinose e opcionalmente xilose é preferivelmente de pelo menos 55, 60, 70, 80, 85, 90, 95 ou 98% do rendimento da biomassa da célula hospedeira na glicose. Mais preferivelmente, o rendimento da biomassa da célula hospedeira modificada e opcionalmente da xilose é igual ao rendimento da biomassa da célula hospedeira na glicose. Fica entendido que na comparação dos rendimentos na glicose e L-arabinose e opcionalmente xilose ambos os rendimentos se comparam sob condições aeróbicas ou sob condições anaeróbicas.Preferably, the modified host cell has a specific consumption rate of L-arabinose and optionally xylose of at least 346, 350, 400, 500, 600, 650, 700, 750, 800, 900 or 1,000 mg / g. cells / hr. Preferably, the modified host cell has a yield of fermentation product (such as ethanol) in L-arabinose and optionally xylose which is at least 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70. , 80, 85, 90, 95 or 98% of the host cell yield of the fermentation product (such as ethanol) in glucose. More preferably, the modified host cell yield of the fermentation product (such as ethanol) in L-arabinose and optionally xylose is equal to a yield of the host cell fermentation product (such as ethanol) in glucose. Likewise, the modified host cell biomass yield in L-arabinose and optionally xylose is preferably at least 55, 60, 70, 80, 85, 90, 95 or 98% of the host cell biomass yield in glucose. More preferably, the modified host cell biomass yield and optionally xylose is equal to the host cell biomass yield in glucose. It is understood that in comparing yields in glucose and L-arabinose and optionally xylose both yields are compared under aerobic or anaerobic conditions.

[081] Em uma concretização mais preferida, a célula hospedeira é CBS 120328 depositada no CBS Institute (Países-Baixos) em 27 de setembro de 2006 ou CBS 121879 depositado no CBS Institute (Países-Baixos) em 20 de setembro de 2007.In a more preferred embodiment, the host cell is CBS 120328 filed with the CBS Institute (Netherlands) on September 27, 2006 or CBS 121879 filed with the CBS Institute (Netherlands) on September 20, 2007.

[082] Em uma modalidade preferida, a célula expressa uma ou mais enzimas que conferem à célula a capacidade de produzir pelo menos um produto de fermentação selecionado do grupo consistindo em etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama e uma cefalosporina. Em uma concretização mais preferida, a célula hospedeira da invenção é uma célula hospedeira para a produção de etanol. Em outra concretização preferida, a invenção se refere à célula hospedeira transformada para produção de produtos de fermentação além de etanol. Tais produtos de fermentação não etanólicos incluem em princípio, qualquer volume ou substâncias químicas finas que podem ser produzidas por um microorganismo eucariótico, tais como, uma levedura ou fungos filamentosos. Tais produtos de fermentação incluem, por exemplo, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butano, um antibiótico β-lactama e cefalosporina. Uma célula hospedeira preferida para produção de produtos de fermentação não etanólicos é uma célula hospedeira que contém uma modificação genética que resulta em atividade de álcool desidrogenase diminuída. Método [083] Em um aspecto adicional, a invenção se refere aos processos de fermentação onde uma célula hospedeira da invenção é usada para a fermentação de uma fonte de carbono compreendendo uma fonte de L-arabinose e opcionalmente uma fonte de xilose. Preferivelmente, a fonte de L-arabinose e a fonte de xilose são L-arabinose e xilose. Além disso, a fonte de carbono no meio de fermentação também compreende uma fonte de glicose. A fonte de L-arabinose, xilose ou glicose pode ser L-arabinose, xilose ou glicose como tal ou pode ser qualquer polimero ou oligopolimero de carboidrato compreendendo unidades L-arabinose, xilose ou glicose, tais como, por exemplo, lignocelulose, xilanas, celulose, amido, arabinano e semelhantes. Para liberação das unidades de xilose ou glicose de tais carboidratos, carboidratos apropriados (tais como, xilanases, glicanases, amilases e semelhantes) podem ser adicionados ao meio de fermentação ou podem ser produzidos pela célula hospedeira modificada. No último caso, a célula hospedeira modificada pode ser transformada geneticamente para produzir e excretar tais carboidratos. Uma vantagem adicional do uso de fontes oligo ou poliméricas de glicose é que elas permitem manter uma concentração baixa(mais baixa) de glicose livre durante a fermentação, por exemplo por emprego de quantidades limitando a taxa das carboidrolases. Isto, por sua vez, impedirá a repressão dos sistemas necessários ao metabolismo e transporte de açúcares de não glicose, tais como, xilose. Em um processo preferido, a célula hospedeira modificada fermenta ambas a L-arabinose (opcionalmente xilose) e glicose, preferível e simultaneamente, quando, preferivelmente, uma célula hospedeira modificada é usada sendo insensível à repressão da glicose para prevenir desenvolvimento diáuxico. Além de uma fonte de L-arabinose, opcionalmente xilose (e glicose) como fontes de carbono, o meio de fermentação compreenderá, adicionalmente, o ingrediente apropriado e necessário para o crescimento de uma célula hospedeira modificada. As composições dos meios de fermentação para crescimento dos microorganismos, tais como leveduras ou fungos filamentosos são bem conhecidos na técnica.In a preferred embodiment, the cell expresses one or more enzymes which give the cell the ability to produce at least one fermentation product selected from the group consisting of ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acid acetic, succinic acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic and a cephalosporin. In a more preferred embodiment, the host cell of the invention is a host cell for ethanol production. In another preferred embodiment, the invention relates to the transformed host cell for producing fermentation products other than ethanol. Such non-ethanolic fermentation products in principle include any volume or fine chemicals that may be produced by a eukaryotic microorganism, such as yeast or filamentous fungi. Such fermentation products include, for example, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butane, a β-lactam antibiotic and cephalosporin. A preferred host cell for producing non-ethanolic fermentation products is a host cell that contains a genetic modification that results in decreased alcohol dehydrogenase activity. Method [083] In a further aspect, the invention relates to fermentation processes wherein a host cell of the invention is used for the fermentation of a carbon source comprising an L-arabinose source and optionally a xylose source. Preferably, the source of L-arabinose and the source of xylose are L-arabinose and xylose. In addition, the carbon source in the fermentation medium also comprises a glucose source. The source of L-arabinose, xylose or glucose may be L-arabinose, xylose or glucose as such or may be any carbohydrate polymer or oligopolymer comprising L-arabinose, xylose or glucose units, such as, for example, lignocellulose, xylans, cellulose, starch, arabinan and the like. For release of xylose or glucose units from such carbohydrates, appropriate carbohydrates (such as xylanases, glycanases, amylases and the like) may be added to the fermentation medium or may be produced by the modified host cell. In the latter case, the modified host cell may be genetically transformed to produce and excrete such carbohydrates. An additional advantage of using oligo or polymeric glucose sources is that they allow to maintain a low (lower) concentration of free glucose during fermentation, for example by employing amounts limiting the rate of carbohydrolases. This, in turn, will prevent the repression of systems necessary for metabolism and transport of non-glucose sugars such as xylose. In a preferred process, the modified host cell fermentes both L-arabinose (optionally xylose) and glucose, preferably and simultaneously when, preferably, a modified host cell is used being insensitive to glucose repression to prevent deaux development. In addition to a source of L-arabinose, optionally xylose (and glucose) as carbon sources, the fermentation medium will further comprise the appropriate and necessary ingredient for the growth of a modified host cell. Fermentation media compositions for growing microorganisms such as yeast or filamentous fungi are well known in the art.

[084] Em um processo preferido, é provido um processo para produção de um produto de fermentação selecionado do grupo consistindo em etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama e uma cefalosporina pelo que o processo compreende as etapas de: (a) fermentação de um meio contendo uma fonte de L-arabinose e opcionalmente xilose com uma célula hospedeira modificada conforme definido neste documento, pelo que a célula hospedeira fermenta L-arabinose e opcionalmente xilose no produto de fermentação, e opcionalmente, (b) recuperação do produto de fermentação.[084] In a preferred process, a process is provided for producing a fermentation product selected from the group consisting of ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid. , fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic and a cephalosporin whereby the process comprises the steps of: (a) fermenting a medium containing a source of L -arabinosis and optionally xylose with a modified host cell as defined herein, whereby the host cell fermentes L-arabinose and optionally xylose in the fermentation product, and optionally (b) recovering the fermentation product.

[085] 0 processo de fermentação é um processo para a produção de um produto de fermentação, tal como, por exemplo, etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β- lactama, tal como Penicilina G ou Penicilina V e derivados fermentativos dos mesmos, e/ou uma cefalosporina. 0 processo de fermentação pode ser um processo de fermentação aeróbico ou anaeróbico. Um processo de fermentação anaeróbico é definido neste documento como um processo de fermentação operado na ausência de oxigênio ou no qual substancialmente nenhum oxigênio é consumido, preferivelmente menos de 5, 2,5 ou 1 mmol/L/h, mais preferivelmente 0 mmol/L/h sendo consumido (isto é, consumo de oxigênio não detectável) e pelo que as moléculas orgânicas servem como doadoras de elétrons e aceitadoras de elétron. Na ausência de oxigênio, NADH produzido na glicólise e formação de biomassa, não pode ser oxidado por fosforilação oxidativa. Para resolver este problema muitos microorganismos usam piruvato ou um de seus derivados como um elétron e aceitador de hidrogênio pelo que regenerando NAD+. Assim, em um processo de fermentação anaeróbico, piruvato é usado como um elétron (um aceitador de hidrogênio) e é reduzido aos produtos de fermentação, tais como, etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama e uma cefalosporina. Em uma modalidade preferida, o processo de fermentação é anaeróbico. Um processo anaeróbico é vantajoso uma vez que é mais barato que o processo aeróbico: menos equipamento especial é necessário. Adicionalmente, espera-se que os processos anaeróbicos forneçam um rendimento de produto superior em relação aos processos aeróbicos. Sob condições aeróbicas, geralmente o rendimento da biomassa é superior em relação às condições aeróbicas. Como uma consequência, geralmente sob condições aeróbicas, o rendimento do produto esperado é inferior aquele sob condições anaeróbicas. De acordo com os inventores, o processo da invenção é o primeiro processo anaeróbico de fermentação com um meio compreendendo uma fonte de L-arabinose que foi desenvolvida até agora.[085] The fermentation process is a process for producing a fermentation product such as, for example, ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, acid malic acid, fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic such as Penicillin G or Penicillin V and fermentative derivatives thereof, and / or a cephalosporin. The fermentation process may be an aerobic or anaerobic fermentation process. An anaerobic fermentation process is defined herein as a fermentation process operated in the absence of oxygen or in which substantially no oxygen is consumed, preferably less than 5, 2.5 or 1 mmol / L / hr, more preferably 0 mmol / L / h being consumed (that is, undetectable oxygen uptake) and by what organic molecules serve as electron donors and electron acceptors. In the absence of oxygen, NADH produced in glycolysis and biomass formation cannot be oxidized by oxidative phosphorylation. To solve this problem many microorganisms use pyruvate or one of its derivatives like an electron and hydrogen acceptor reason why regenerating NAD +. Thus, in an anaerobic fermentation process, pyruvate is used as an electron (a hydrogen acceptor) and is reduced to fermentation products such as ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic and a cephalosporin. In a preferred embodiment, the fermentation process is anaerobic. An anaerobic process is advantageous as it is cheaper than the aerobic process: less special equipment is required. In addition, anaerobic processes are expected to provide superior product yield over aerobic processes. Under aerobic conditions, biomass yield is generally higher than aerobic conditions. As a consequence, generally under aerobic conditions, the expected product yield is lower than under anaerobic conditions. According to the inventors, the process of the invention is the first anaerobic fermentation process with a medium comprising a source of L-arabinose that has been developed so far.

[086] Em outra concretização preferida, o processo de fermentação é realizado sob condições limitadas de oxigênio. Mais preferivelmente, o processo de fermentação é aeróbico e sob condições limitadas de oxigênio. Um processo de fermentação limitado ao oxigênio é um processo no qual o consumo do oxigênio é limitado por transferência do oxigênio do gás para o liquido. O grau de limitação do oxigênio é determinado pela quantidade e composição do fluxo de gás de entrada, bem como pelas propriedades de transferência de mistura/massa reais do equipamento de fermentação usado. Preferivelmente, no processo sob condições limitadas de oxigênio, a taxa de consumo de oxigênio é de pelo menos 5.5, mais preferivelmente pelo menos 6 e mesmo mais preferivelmente pelo menos 7 mmol/L/h.In another preferred embodiment, the fermentation process is carried out under limited oxygen conditions. More preferably, the fermentation process is aerobic and under limited oxygen conditions. An oxygen-limited fermentation process is a process in which oxygen consumption is limited by transferring oxygen from gas to liquid. The degree of oxygen limitation is determined by the amount and composition of the incoming gas flow, as well as the actual mix / mass transfer properties of the fermentation equipment used. Preferably, in the process under limited oxygen conditions, the oxygen uptake rate is at least 5.5, more preferably at least 6 and even more preferably at least 7 mmol / L / h.

[087] O processo de fermentação é preferivelmente operado a uma temperatura que é ótima para a célula modificada. Assim, para a maior parte das leveduras ou células fúngicas, o processo de fermentação é realizado a uma temperatura que é inferior a 42°C, preferivelmente inferior a 38°C. Para células hospedeiras de fungos filamentosos ou leveduras, o processo de fermentação é preferivelmente realizado a uma temperatura que é inferior a 35, 33, 30 ou 28°C e a uma temperatura que é superior a 20, 22 ou 25°C.[087] The fermentation process is preferably operated at a temperature that is optimal for the modified cell. Thus, for most yeast or fungal cells, the fermentation process is carried out at a temperature which is below 42 ° C, preferably below 38 ° C. For filamentous fungus or yeast host cells, the fermentation process is preferably carried out at a temperature that is below 35, 33, 30 or 28 ° C and a temperature that is above 20, 22 or 25 ° C.

[088] Um processo preferido é um processo para a produção de etanol, pelo que o processo compreende as etapas de: (a) fermentação de um meio contendo uma fonte de L-arabinose e opcionalmente xilose com uma célula hospedeira modificada conforme definido neste documento, pelo que a célula hospedeira fermenta L-arabinose e opcionalmente xilose em etanol; e opcionalmente, (b) recuperação do etanol. O meio de fermentação também pode compreender uma fonte de glicose que também é fermentada em etanol. Em uma modalidade preferida, o processo de fermentação para a produção de etanol é anaeróbico. Anaeróbico foi definido neste documento anteriormente. Em outra concretização preferida, o processo de fermentação para a produção de etanol é aeróbico. Em outra concretização preferida, o processo de fermentação para a produção de etanol é realizado sob condições limitadas de oxigênio, mais preferivelmente, aeróbico e sob condições limitadas de oxigênio. As condições limitadas de oxigênio há foram definidas neste documento anteriormente.A preferred process is a process for the production of ethanol, whereby the process comprises the steps of: (a) fermenting a medium containing an L-arabinose source and optionally xylose with a modified host cell as defined herein whereby the host cell fermentes L-arabinose and optionally xylose in ethanol; and optionally (b) ethanol recovery. The fermentation medium may also comprise a glucose source which is also fermented in ethanol. In a preferred embodiment, the fermentation process for ethanol production is anaerobic. Anaerobic has been defined in this document earlier. In another preferred embodiment, the fermentation process for ethanol production is aerobic. In another preferred embodiment, the fermentation process for ethanol production is carried out under oxygen-limited, more preferably aerobic and oxygen-limited conditions. The limited oxygen conditions there have been defined in this document earlier.

[089] No processo, a produtividade volumétrica do etanol é preferivelmente de pelo menos 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 5,0 ou 10,0 g de etanol por litro, por hora. 0 rendimento do etanol na L-arabinose e opcionalmente xilose e/ou glicose no processo preferivelmente é de pelo menos 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 95 ou 98%. O rendimento do etanol é definido neste documento como a porcentagem do rendimento máximo teórico que, para glicose e L-arabinose e opcionalmente xilose é de 0,51 g de etanol por g de glicose ou xilose. Em outra concretização preferida, a invenção se refere a um processo para produção de um produto de fermentação selecionado do grupo consistindo em ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, um aminoácido, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, um antibiótico β-lactama e uma cefalosporina. 0 processo compreende, preferivelmente, as etapas de: (a) fermentação de um meio contendo uma fonte de L-arabinose e opcionalmente xilose com uma célula hospedeira modificada conforme definido neste documento acima, pelo que a célula hospedeira fermenta L-arabinose e opcionalmente xilose no produto de fermentação, e opcionalmente, (b) recuperação do produto de fermentação. Em um processo preferido, o meio também contém uma fonte de glicose.In the process, the volumetric productivity of ethanol is preferably at least 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 5.0 or 10.0 g of ethanol. per liter per hour. The yield of ethanol on L-arabinose and optionally xylose and / or glucose in the process is preferably at least 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 95 or 98%. The ethanol yield is defined herein as the percentage of the theoretical maximum yield which for glucose and L-arabinose and optionally xylose is 0.51 g ethanol per g glucose or xylose. In another preferred embodiment, the invention relates to a process for producing a fermentation product selected from the group consisting of lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, acid fumaric acid, an amino acid, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, a β-lactam antibiotic and a cephalosporin. The process preferably comprises the steps of: (a) fermenting a medium containing an L-arabinose source and optionally xylose with a modified host cell as defined hereinabove, whereby the host cell fermentes L-arabinose and optionally xylose. in the fermentation product, and optionally, (b) recovering the fermentation product. In a preferred process, the medium also contains a glucose source.

[090] No processo de fermentação da invenção que leva à produção de etanol, podem ser citadas várias vantagens por comparação aos processos de fermentação de tanol conhecidos: - processos anaeróbicos são possíveis, condições limitadas de oxigênio são também possíveis, - rendimentos e taxas de produção maiores de etanol podem ser obtidos, - a cepa usada pode ser capaz de usar L-arabinose e opcionalmente xilose.In the fermentation process of the invention leading to ethanol production, several advantages may be cited compared to known tanol fermentation processes: - anaerobic processes are possible, limited oxygen conditions are also possible, - yields and rates of Higher ethanol yields can be obtained, - the strain used may be able to use L-arabinose and optionally xylose.

[091] Alternativamente em relação aos processos de fermentação descritos acima, outro processo de fermentação é provido como um aspecto adicional da invenção, pelo que, pelo menos duas células distintas são usadas para a fermentação de uma fonte de carbono compreendendo pelo menos duas fontes de carbono selecionadas do grupo consistindo, porém não limitado a: uma fonte de L-arabinose, uma fonte de xilose e uma fonte de glicose. Neste processo de fermentação, "pelo menos duas células distintas" significa que este processo é preferivelmente um co-processo de fermentação. Em uma concretização preferida, duas células distintas são usadas: uma sendo aquela da invenção conforme definida anteriormente capaz de usar L-arabinose, e/ou converter a mesma em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em um produto de fermentação desejado tal como etanol e opcionalmente sendo capaz de usar xilose, a outra sendo, por exemplo, uma cepa que é capaz de usar xilose e/ou converter a mesma em um produto de fermentação desejado tal como etanol, conforme definido no WO 03/062430 e/ou WO 06/009434. Uma célula que é capaz de usar xilose é preferivelmente uma cepa que exibe a capacidade de isomerizar diretamente a xilose em xilulose (em uma etapa), conforme definido neste documento anteriormente. Estas duas cepas distintas são preferivelmente cultivadas na presença de uma fonte de L-arabinose, uma fonte de xilose e opcionalmente uma fonte de glicose. Três células distintas ou mais podem ser co-cultivadas e/ou três ou mais fontes de carbono podem ser usadas, contanto que, pelo menos uma célula seja capaz de usar pelo menos uma fonte de carbono presente e/ou converter a mesma em um produto de fermentação desejado tal como etanol. A expressão "uso de pelo menos uma fonte de carbono" possui o mesmo significado que a expressão "uso de L-arabinose". A expressão "converte a mesma (isto é, uma fonte de carbono) em um produto de fermentação desejado possui o mesmo significado da expressão "converte L-arabinose em um produto de fermentação desejado".Alternatively with respect to the fermentation processes described above, another fermentation process is provided as an additional aspect of the invention, whereby at least two distinct cells are used for the fermentation of a carbon source comprising at least two carbon sources. carbon selected from the group consisting of but not limited to: a source of L-arabinose, a source of xylose and a source of glucose. In this fermentation process, "at least two distinct cells" means that this process is preferably a fermentation co-process. In a preferred embodiment, two distinct cells are used: one being that of the invention as defined above capable of using L-arabinose, and / or converting it to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or a product. desired fermentation product such as ethanol and optionally being able to use xylose, the other being, for example, a strain that is capable of using xylose and / or converting it into a desired fermentation product such as ethanol as defined in WO 03 / 062430 and / or WO 06/009434. A cell that is capable of using xylose is preferably a strain that exhibits the ability to directly isomerize xylose into xylulose (in one step) as defined hereinbefore. These two distinct strains are preferably cultured in the presence of an L-arabinose source, a xylose source and optionally a glucose source. Three or more distinct cells may be co-cultured and / or three or more carbon sources may be used, provided that at least one cell is capable of using at least one carbon source present and / or converting it into a product. desired fermentation such as ethanol. The expression "use of at least one carbon source" has the same meaning as the expression "use of L-arabinose". The expression "converts it (ie a carbon source) into a desired fermentation product has the same meaning as the expression" converts L-arabinose into a desired fermentation product ".

[092] Em uma modalidade preferida, a invenção se refere a um processo para produção de um produto de fermentação selecionado do grupo consistindo em etanol, ácido láctico, ácido 3-hidróxi-propiônico, ácido acrílico, ácido acético, ácido succínico, ácido cítrico, ácido málico, ácido fumárico, aminoácidos, 1,3-propano-diol, etileno, glicerol, butanol, antibiótico β-lactama e cefalosporinas, pelo gue o processo compreende as etapas de: (a) fermentação de um meio contendo pelo menos uma fonte de L-arabinose e uma fonte de xilose com uma célula da invenção conforme mencionado neste documento anteriormente e uma célula capaz de usar xilose e/ou exibindo a capacidade de isomerizar diretamente xilose em xilulose, pelo que cada célula fermenta L-arabinose e/ou xilose no produto de fermentação, e opcionalmente, (b) recuperação do produto de fermentação.In a preferred embodiment, the invention relates to a process for producing a fermentation product selected from the group consisting of ethanol, lactic acid, 3-hydroxypropionic acid, acrylic acid, acetic acid, succinic acid, citric acid. , malic acid, fumaric acid, amino acids, 1,3-propane diol, ethylene, glycerol, butanol, β-lactam antibiotic and cephalosporins, whereby the process comprises the steps of: (a) fermenting a medium containing at least one L-arabinose source and a xylose source with a cell of the invention as mentioned hereinbefore and a cell capable of using xylose and / or exhibiting the ability to directly isomerize xylose into xylulose, whereby each cell fermentes L-arabinose and / or xylose in the fermentation product, and optionally (b) recovering the fermentation product.

[093] Todas concretizações preferidas dos processos de fermentação, conforme descrito acima, são também concretizações preferidas destes processos adicionais de fermentação: identidade do produto de fermentação, identidade da fonte de L-arabinose e fonte de xilose, condições de fermentação (condições aeróbicas ou anaeróbicas, condições limitadas por oxigênio, temperatura na qual o processo está sendo realizado, produtividade do etanol, rendimento do etanol).[093] All preferred embodiments of the fermentation processes as described above are also preferred embodiments of these additional fermentation processes: fermentation product identity, L-arabinose source and xylose source identity, fermentation conditions (aerobic or anaerobic conditions, oxygen-limited conditions, temperature at which the process is being performed, ethanol productivity, ethanol yield).

Modificações Genéticas [094] Para superexpressão das enzimas nas células hospedeiras da invenção, conforme descrito acima, bem como para modificação genética adicional de células hospedeiras, preferivelmente as leveduras, células hospedeiras são transformadas com as várias construções de ácido nucléico da invenção por métodos bem conhecidos na arte. Tais métodos são, por exemplo, conhecidos de livros padrões, tais como, Sambrook and Russel (2001) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3a edição), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press ou F. Ausubel e outros, eds., "Current protocols in molecular biology", Green Publishing and Wiley Interscience, New York (1987). Os métodos para transformação e modificação genética das células hospedeiras fúngicas são conhecidos, por exemplo, EP-A-0 635 574, WO 98/46772, WO 99/60102 e WO 00/37671.Genetic Modifications For overexpression of enzymes in the host cells of the invention as described above, as well as for further genetic modification of host cells, preferably yeast, host cells are transformed with the various nucleic acid constructs of the invention by well known methods. in art. Such methods are, for example, known from standard books such as Sambrook and Russel (2001) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press or F. Ausubel et al. eds., "Current protocols in molecular biology", Green Publishing and Wiley Interscience, New York (1987). Methods for genetic transformation and modification of fungal host cells are known, for example, EP-A-0 635 574, WO 98 / 46772, WO 99/60102 and WO 00/37671.

[095] Promotores para uso na construção dos ácidos nucléicos para superexpressão das enzimas nas células hospedeiras da invenção foram descritos acima. Na construção dos ácidos nucléicos para superexpressão, a terminação 3' da sequência de ácido nucléico codificando a(s) enzimas(s) preferivelmente é ligada operativamente a uma sequência terminadora de transcrição. Preferivelmente a sequência terminadora é operável em uma célula hospedeira de escolha, tal como, por exemplo, as espécies de levedura de escolha. Em qualquer caso, a escolha do terminador não é critica; podendo, por exemplo, ser de qualquer gene de levedura, embora terminadores possam algumas vezes ser de gene eucariótico diferente de levedura. A sequência de terminação de transcrição compreende, adicional e preferivelmente um sinal de poliadenilação. Sequências terminadoras preferidas são a álcool desidrogenase (ADH1) e os terminadores PGI1. Mais preferivelmente, os terminadores ADH1 e PGI1 são ambos de S. cerevisiae (SEQ ID NO: 50 e SEQ ID NO: 53 respectivamente).Promoters for use in constructing nucleic acids for enzyme overexpression in the host cells of the invention have been described above. In constructing nucleic acids for overexpression, the 3 'terminus of the nucleic acid sequence encoding the enzyme (s) is preferably operably linked to a transcription terminator sequence. Preferably the terminator sequence is operable in a host cell of choice, such as, for example, the yeast species of choice. In any case, the choice of terminator is not critical; it may, for example, be from any yeast gene, although terminators may sometimes be from a different eukaryotic gene than yeast. The transcription termination sequence further and preferably comprises a polyadenylation signal. Preferred terminator sequences are alcohol dehydrogenase (ADH1) and PGI1 terminators. More preferably, the ADH1 and PGI1 terminators are both from S. cerevisiae (SEQ ID NO: 50 and SEQ ID NO: 53 respectively).

[096] Opcionalmente, um marcador selecionável pode estar presente na construção do ácido nucléico. Conforme usado neste documento, o termo "marcador" se refere ao gene codificando um traço ou um fenótipo que permite a seleção de classificação para uma célula hospedeira contendo o marcador. O gene marcador pode ser um gene de resistência antibiótica, pelo que o antibiótico apropriado pode ser usado para selecionar as células transformadas dentre as células que não são transformadas. Preferivelmente, contudo, os marcadores de resistência não antibióticos são usados, tais como, marcadores auxotróficos (URA3, TRP1, LEU2). Em uma modalidade preferida as células hospedeiras transformadas com a construção dos ácidos nucléicos são isentas de gene marcador. Os métodos para construção das células hospedeiras microbianas isentas de gene marcador recombinante são revelados na EP-A-0 635 574 e se baseiam no uso de marcadores bidirecionais. Alternativamente, um marcador classificável, tal como, Proteina Fluorescente Verde, lacZ, luciferase, cloranfenicol acetiltransferase, beta-glicuronidase pode ser incorporado à construção dos ácidos nucléicos da invenção, permitindo a classificação das células transformadas.Optionally, a selectable marker may be present in the nucleic acid construct. As used herein, the term "marker" refers to the gene encoding a trait or phenotype that allows classification selection for a host cell containing the marker. The marker gene can be an antibiotic resistance gene, so the appropriate antibiotic can be used to select transformed cells from untransformed cells. Preferably, however, non-antibiotic resistance markers are used, such as auxotrophic markers (URA3, TRP1, LEU2). In a preferred embodiment host cells transformed with the nucleic acid construct are free of marker gene. Methods for constructing recombinant marker gene-free microbial host cells are disclosed in EP-A-0 635 574 and are based on the use of bidirectional markers. Alternatively, a classifiable marker such as Green Fluorescent Protein, lacZ, luciferase, chloramphenicol acetyltransferase, beta-glucuronidase may be incorporated into the construction of the nucleic acids of the invention, allowing the classification of transformed cells.

[097] Elementos adicionais opcionais que podem estar presentes na construção dos ácidos nucléicos da invenção incluem, porém não estão limitados a uma ou mais sequências líder, melhoradores, fatores de integração e/ou genes repórteres, sequências de íntron, centrômeros, telômeros e/ou sequências de anexação de matriz (MAR). A construção dos ácidos nucléicos da invenção pode também compreender uma sequência para replicação autônoma, tal como uma sequência de ARS. Construções de ácido nucléico epissômicas apropriadas podem se basear, por exemplo, nos plasmídeos de levedura 2μ ou pKDl (Fleer e outros, 1991, Biotechnology 9q 968-975). Alternativamente a construção do ácido nucléico pode compreender sequências de integração, preferivelmente por recombinação homóloga. Tais sequências podem assim ser sequências homólogas ao sítio alvo para integração em um genoma de célula hospedeira. A construção dos ácidos nucléicos da invenção pode ser provida de modo conhecido, que geralmente envolve técnicas, tais como, restrição e ligação de ácidos nucléicos/sequência de ácido nucléicos, as quais são feito referência em livros padrões, tal como, Sambrook and Russel (2001) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3a edição), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press.Optional additional elements that may be present in the construction of the nucleic acids of the invention include, but are not limited to, one or more leader sequences, enhancers, integration factors and / or reporter genes, intron sequences, centromeres, telomeres and / or matrix attachment sequences (MAR). The construction of the nucleic acids of the invention may also comprise a sequence for autonomous replication, such as an ARS sequence. Suitable episomal nucleic acid constructs may be based, for example, on the 2μ or pKD1 yeast plasmids (Fleer et al., 1991, Biotechnology 9q 968-975). Alternatively the nucleic acid construct may comprise integration sequences, preferably by homologous recombination. Such sequences may thus be sequences homologous to the target site for integration into a host cell genome. The construction of the nucleic acids of the invention may be provided in a known manner, which generally involves techniques such as restriction and binding of nucleic acids / nucleic acid sequence, which are referred to in standard books, such as Sambrook and Russel ( 2001) "Molecular Cloning: A Laboratory Manual (3rd edition), Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor Laboratory Press.

[098] Os métodos para inativação e interrupção do gene na levedura ou fungos são bem conhecidos na arte (vide, por exemplo, Fincham, 1989, Microbiol Rev. 53(1):148-70 e EP-A-0 635 574) .[098] Methods for inactivating and disrupting the gene in yeast or fungi are well known in the art (see, for example, Fincham, 1989, Microbiol Rev. 53 (1): 148-70 and EP-A-0 635 574). .

[099] Neste documento e em suas reivindicações, o verbo "compreender" e suas conjugações são usados em seu sentido não limitante e significam que os itens que acompanham as palavras estão incluídos, porém os itens não especificamente mencionados não estão incluídos. Além disso, referência a um elemento pelo artigo indefinido "um, uma" não exclui a possibilidade de mais de um elemento estar presente, a menos que o contexto claramente requeira que exista um e apenas um dos elementos. 0 artigo indefinido "o, a" assim geralmente significa "pelo menos um (a) [100] A invenção será adicionalmente descrita pelos exemplos que se seguem, que não devem concebidos como limitando o escopo da invenção.[099] In this document and its claims, the verb "to understand" and its conjugations are used in their non-limiting sense and mean that items accompanying the words are included, but items not specifically mentioned are not included. Furthermore, reference to an element by the indefinite article "one, one" does not exclude the possibility that more than one element is present unless the context clearly requires that there is only one and only one element. The undefined article "o, a" thus generally means "at least one (a)" [100] The invention will be further described by the following examples, which should not be construed as limiting the scope of the invention.

Exemplos Plasmideo e Construção de Cepas Cepas [101] A L-arabinose que consome a cepa Sachharomyces cerevisiae descrita neste trabalho se baseia na cepa RWB220, que é propriamente um derivado da RWB217. A RWB217 é uma cepa CEN.PK na qual quatro genes codificando a expressão das enzimas na via pentose fosfato foram superexpressos, TAL1, TKL1, RPE1, RKI1 (Kuyper e outros, 2005a). Além disto, o gene codificando a aldose reductase [GRE3) , foi deletado. A cepa RWB217 também contém dois plasmideos, um plasmideo de cópia simples com um marcador LEU2 para a superexpressão da xiluloquinase (XKS1) e um plasmideo epissômico, de múltiplas cópias com URA3 como o marcador para a expressão da xilose isomerase, XylA. RWB217 foi submetida a um procedimento de seleção para crescimento aperfeiçoado na xilose que é descrito em Kuyper e outros (2005b). O procedimento resultou em duas cepas puras, RWB218 (Kuyper e outros, 2005b) e RWB219. A diferença entre RWB218 e RWB219 é que, após o procedimento de seleção, RWB218 foi obtido por colocação em placa e reraiamento no meio mineral com glicose como a fonte de carbono, enquanto que, para RWB219 foi usada xilose.Plasmid Examples and Strain Construction Strains [101] The L-arabinose that consumes the Sachharomyces cerevisiae strain described in this paper is based on strain RWB220, which is itself a derivative of RWB217. RWB217 is a CEN.PK strain in which four genes encoding enzyme expression in the pentose phosphate pathway were overexpressed, TAL1, TKL1, RPE1, RKI1 (Kuyper et al., 2005a). In addition, the gene encoding aldose reductase [GRE3) was deleted. The RWB217 strain also contains two plasmids, a single copy plasmid with a LEU2 marker for xylokinase overexpression (XKS1) and a multiple copy episomal plasmid with URA3 as the marker for xylose isomerase expression, XylA. RWB217 underwent a selection procedure for improved xylose growth that is described in Kuyper et al. (2005b). The procedure resulted in two pure strains, RWB218 (Kuyper et al., 2005b) and RWB219. The difference between RWB218 and RWB219 is that, after the selection procedure, RWB218 was obtained by plating and reruning with glucose as the carbon source, while for RWB219 xylose was used.

[102] A cepa RWB219 cresceu não seletivamente em YP com glicose (YPD) como a fonte de carbono, a fim de facilitar a perda de ambos os plasmideos. Após colocação em placa, as colônias de YPD simples foram testadas quanto a perda de plasmideo por acompanhamento auxotrofia de uracila e leucina. Uma cepa que havia perdido ambos os plasmideos foi transformada com pSH47, contendo a cre recombinase, a fim de remover um cassete KanMX (Guldener e outros, 1996), ainda presente após integração da construção de superexpressão de RKIl. As colônias com o plasmideo foram ressuspensas em meio de Levedura de Peptona (YP) (10 g/L de extrato de levedura e 20 g/L de peptona, ambos da BD Difco Bélgica) com galactose a 1% e incubados por 1 hora a 30°C. Cerca de 200 células foram colocadas em placa na YPD. As colônias resultantes foram verificadas quanto a perda do marcador KanMX (G418 de resistência) e pSH47 (URA3). A cepa que havia perdido ambos o marcador KanMX e o plasmideo pSH47 foi então denominada RWB220. De modo a obter a cepa testada nesta patente, RWB220 foi transformado com pRW231 e pRW243 (tabela 2), resultando na cepa IMS0001.[102] The RWB219 strain grew non-selectively on YP with glucose (YPD) as the carbon source to facilitate loss of both plasmids. After plating, simple YPD colonies were tested for plasmid loss by uracil and leucine auxotrophy monitoring. One strain that had lost both plasmids was transformed with pSH47 containing cre recombinase to remove a KanMX cassette (Guldener et al., 1996), still present after integration of the RKI1 overexpression construct. Colonies with the plasmid were resuspended in Pepton Yeast (YP) medium (10 g / L yeast extract and 20 g / L peptone, both from BD Difco Belgium) with 1% galactose and incubated for 1 hour at 30 ° C. About 200 cells were plated in the YPD. The resulting colonies were checked for the loss of the marker KanMX (G418 resistance) and pSH47 (URA3). The strain that had lost both the KanMX marker and plasmid pSH47 was then called RWB220. In order to obtain the strain tested in this patent, RWB220 was transformed with pRW231 and pRW243 (Table 2), resulting in strain IMS0001.

[103] Durante a construção, as cepas foram mantidas em YP complexa: 10 g L_1 de extrato de levedura (BD Difco), 20 g L-1 de peptona (BD Difco) ou meio sintético (MY) (Verduyn e outros, 1992) suplementada com glicose (2%) como fonte de carbono (YPD ou MYD) e 1,5% de ágar no caso das placas. Após transformação com os plasmideos, as cepas foram colocadas em placa em MYD. As transformações da levedura foram realizadas de acordo com Gietz and Woods (2002) . Os plasmídeos foram ampliados em cepa Escherichia coli XL-1 azul (Stratagene, La Jolla, CA, USA) . A transformação foi realizada de acordo com Inoue e outros (1990). E. coli cresceu em placas de LB (Luria-Bertani) ou em meio TB liquido (Caldo Terrific) para o isolamento dos plasmídeos (Sambrook e outros, 1989).[103] During construction the strains were kept in complex YP: 10 g L_1 yeast extract (BD Difco), 20 g L-1 peptone (BD Difco) or synthetic medium (MY) (Verduyn et al. 1992 ) supplemented with glucose (2%) as carbon source (YPD or MYD) and 1.5% agar for plates. After transformation with the plasmids, the strains were plated in MYD. Yeast transformations were performed according to Gietz and Woods (2002). Plasmids were amplified in blue Escherichia coli XL-1 strain (Stratagene, La Jolla, CA, USA). The transformation was performed according to Inoue et al. (1990). E. coli was grown in LB (Luria-Bertani) plates or in liquid TB medium (Terrdo Broth) for plasmid isolation (Sambrook et al., 1989).

Plasmídeos [104] A fim de se desenvolver na L-arabinose, a levedura precisa expressar três genes diferentes, uma L- arabinose isomerase (AraA), uma L-ribuloquinase (AraB), e uma L-ribulose-5-Ρ 4-epimerase (AraD) (Becker e Boles, 2003). Neste trabalho nós escolhemos expressar AraA, AraB e AraD do ácido láctico da bactéria Lactobacillus plantarum em S. cerevisiae. Em razão do eventual objetivo de consumir L-arabinose em combinação com outros açúcares, como D- xilose, os genes codificando a via de L-arabinose bacteriana foram combinados no mesmo plasmídeo com os genes codificando o consumo de D-xilose.Plasmids [104] In order to develop into L-arabinose, yeast must express three different genes, one L-arabinose isomerase (AraA), one L-ribulokinase (AraB), and one L-ribulose-5-Ρ 4- epimerase (AraD) (Becker and Boles, 2003). In this paper we chose to express AraA, AraB and AraD of the lactic acid of Lactobacillus plantarum in S. cerevisiae. Because of the eventual goal of consuming L-arabinose in combination with other sugars such as D-xylose, genes encoding the bacterial L-arabinose pathway were combined on the same plasmid with genes encoding D-xylose consumption.

[105] A fim de obter um alto nível de expressão, os genes de L. plantarum AraA e AraD foram ligados no plasmídeo pAKX002, o plasmídeo portando 2μ de XylA.[105] In order to achieve a high level of expression, L. plantarum AraA and AraD genes were ligated into plasmid pAKX002, the plasmid carrying 2μ of XylA.

[106] O cassete AraA foi construído por ampliação de uma versão truncada do promotor TDH3 com SpeI5'Ptdh3 e 5'AraAPtdh3 (SEQ ID NO: 49) , o gene AraA com Ptdh5'AraA e Tadh3'AraA e o terminador ADHl (SEQ ID NO: 50) com 3'AraATadhl e 3'Tadhl-Spel. Os três fragmentos foram extraídos do gel e misturados em quantidades grosseiramente equimolares. Neste mistura, uma PCR foi realizada usando os oligos SpeI-5'Ptdh3 e 3'TadhlSpeI. O cassete resultante PTDH3-AraA-TADHi foi purificado com gel, cortado nos sítios Spel 5'e 3' e então ligados no corte pAKX002 com Nhel, resultando no plasmídeo pRW230.[106] The AraA cassette was constructed by extending a truncated version of the TDH3 promoter with SpeI5'Ptdh3 and 5'AraAPtdh3 (SEQ ID NO: 49), the AraA gene with Ptdh5'AraA and Tadh3'AraA and the ADH1 terminator (SEQ). ID NO: 50) with 3'AraATadhl and 3'Tadhl-Spel. The three fragments were extracted from the gel and mixed in roughly equimolar amounts. In this mixture, a PCR was performed using SpeI-5'Ptdh3 and 3'TadhlSpeI oligos. The resulting PTDH3-AraA-TADHi cassette was gel purified, cut at the Spel 5'and 3 'sites and then ligated into the pAKX002 cut with Nhel, resulting in plasmid pRW230.

[107] A construção AraD foi realizada primeiro por ampliação de uma versão truncada do promotor HXT7 (SEQ ID NO:52) com oligos SalI5'Phxt7 e 5'AraDPhxt, o gene AraD com Phxt5'AraD e Tpgi3'AraD e a região do terminador GPU (SEQ ID NO:53) com os oligos 3'AraDTpgi e 3'TpgiSalI. Os fragmentos resultantes foram extraídos do gel e misturados em quantidades grosseiramente equimolares, após o que uma PCR foi realizada usando os oligos SalI5'Phxt7 e 3'TpgilSalI. O cassete PHXT7-AraD-TpGii resultante foi purificado com gel, cortado nos sítios Sall 5'e 3' e então ligado no corte pRW230 com Xhol, resultando no plasmídeo pRW231 (Figura 1).[107] The AraD construct was first performed by enlarging a truncated version of the HXT7 promoter (SEQ ID NO: 52) with SalI5'Phxt7 and 5'AraDPhxt oligos, the AraD gene with Phxt5'AraD and Tpgi3'AraD and the GPU terminator (SEQ ID NO: 53) with oligos 3'AraDTpgi and 3'TpgiSalI. The resulting fragments were extracted from the gel and mixed in roughly equimolar amounts, after which a PCR was performed using SalI5'Phxt7 and 3'TpgilSalI oligos. The resulting PHXT7-AraD-TpGii cassette was gel purified, cut at the Sall 5'and 3 'sites and then ligated into the pRW230-XhoI cut, resulting in plasmid pRW231 (Figure 1).

[108] Uma vez que uma expressão de L-ribuloquinase muito alta é prejudicial ao crescimento (Becker and Boles, 2003), o gene AraB foi combinado com o gene XKS1, codificando xiluloquinase, em um plasmídeo de integração. Para isto, p415ADHXKS (Kuyper e outros, 2005a) foi primeiro alterado dentro do pRW229, por corte de ambos p415ADHXKS e pRS305 com Pvul e ligando o fragmento Pvul contendo ADHXKS-a partir do p415ADHXKS à estrutura de vetor de pRS305, resultando no pRW229.[108] Since very high L-ribulokinase expression is detrimental to growth (Becker and Boles, 2003), the AraB gene was combined with the XKS1 gene encoding xylulokinase in an integrating plasmid. For this, p415ADHXKS (Kuyper et al., 2005a) was first altered within pRW229 by cutting off both p415ADHXKS and pRS305 with Pvul and linking the Pvul fragment containing ADHXKS-from p415ADHXKS to the pRS305 vector structure, resulting in pRW229.

[109] O cassete, contendo o gene L. plantarum AraB entre o promotor PGIl (SEQ ID NO: 51) e o terminador ADHl (SEQ ID NO:50) foi fabricado por ampliação do promotor PGIl com os oligos SacI5'Ppgil e 5'AraBPpgil, o gene AraB com os oligos Ppgi5'AraB e Tadh3'AraB e o terminador ADHl com os oligos 3'AraBTadhl e 3'TadhlSacI. Os três fragmentos foram extraídos do gel e misturados em quantidades grosseiramente equimolares. Na mistura, foi realizada uma PCR com os oligos SacI-5'Ppgil e 3'TadhlSacI. 0 cassete PpGii-AraB-Tadhi resultante foi purificado com gel, cortado nos sitios Saci 5' e 3' e então ligado no corte pRW229 com Saci, resultando no plasmideo pRW243 (Figura 1).[109] The cassette containing the L. plantarum AraB gene between the PGI1 promoter (SEQ ID NO: 51) and the ADH1 terminator (SEQ ID NO: 50) was fabricated by amplifying the PGI1 promoter with the SacI5'Ppgil and 5 oligos. 'AraBPpgil, the AraB gene with the Ppgi5'AraB and Tadh3'AraB oligos and the ADH1 terminator with the 3'AraBTadhl and 3'TadhlSacI oligos. The three fragments were extracted from the gel and mixed in roughly equimolar amounts. In the mixture, a PCR was performed with the SacI-5'Ppgil and 3'TadhlSacI oligos. The resulting PpGii-AraB-Tadhi cassette was gel purified, cut at Saci 5 'and 3' sites and then ligated into the pRW229 cut with Saci, resulting in plasmid pRW243 (Figure 1).

[110] A cepa RWB220 foi transformada com pRW231 e pRW243 (tabela 2), resultando na cepa IMS0001.[110] Strain RWB220 was transformed with pRW231 and pRW243 (Table 2), resulting in strain IMS0001.

[111] As endonucleases de restrição (New England Biolabs, Beverly, MA, USA e Roche, Basel, Suíça) e DNA ligase (Roche) foram usadas de acordo com as instruções dos fabricantes. O isolamento do plasmideo do E. coli foi realizado com o kit de minipreparação Qiaprep (Qiagen, Hilden, Alemanha). Os fragmentos de DNA foram separados em gel agarose a 1% (Sigma, St. Louis, MO, USA) em 1*TBE (Sambrook e outros, 1989) . O isolamento dos fragmentos do fel foi realizado com kit de extração de gel Qiaquick (Quiagen). A ampliação dos (elementos de) cassetes de AraA, AraB e AraD foi realizado com VentR DNA polimerase (New England Biolabs) de acordo com as instruções dos fabricantes. O gabarito era DNA cromossômico de S. cerevisiae CEN.PK113-7D para os promotores e terminadores ou Lactobacillus plantarum DSM20205 para os genes Ara. A reação da cadeia da polimerase (PCR) foi realizada em um Termociclador Biometra TGradient (Biometra, Gõttingen, Alemanha) com os seguintes ajustes: 30 ciclos de 1 minuto de saturamento a 55 °C, 60 °C ou 65 °C, 1 a 3 minutos de extensão a 75°C, dependendo do tamanho do fragmento esperado e 1 minuto de desnaturação a 94°C.[111] Restriction endonucleases (New England Biolabs, Beverly, MA, USA and Roche, Basel, Switzerland) and DNA ligase (Roche) were used according to the manufacturers instructions. Isolation of the E. coli plasmid was performed with the Qiaprep miniprep kit (Qiagen, Hilden, Germany). DNA fragments were separated on 1% agarose gel (Sigma, St. Louis, MO, USA) into 1 * TBE (Sambrook et al., 1989). Isolation of the gall fragments was performed with a Qiaquick gel extraction kit (Quiagen). The amplification of the AraA, AraB and AraD cassette elements was performed with VentR DNA polymerase (New England Biolabs) according to the manufacturers instructions. The template was S. cerevisiae CEN.PK113-7D chromosomal DNA for promoters and terminators or Lactobacillus plantarum DSM20205 for Ara genes. The polymerase chain reaction (PCR) was performed in a Biometra TGradient Thermocycler (Biometra, Gottingen, Germany) with the following settings: 30 1 minute saturation cycles at 55 ° C, 60 ° C or 65 ° C, 1 to 3 minutes extension at 75 ° C, depending on expected fragment size and 1 minute denaturation at 94 ° C.

Cultivo e Meios [112] Cultivos em frascos de agitação foram realizados a 30°C em um meio sintético (Verduyn e outros, 1992). O pH do meio foi ajustado para 6,0 com 2 M de KOH antes da esterilização. Para meio sintético sólido, 1,5% de ágar foi empregado.Cultivation and Media [112] Cultivation in shake flasks was performed at 30 ° C in a synthetic medium (Verduyn et al, 1992). The pH of the medium was adjusted to 6.0 with 2 M KOH before sterilization. For solid synthetic medium, 1.5% agar was employed.

[113] Pré-culturas foram preparadas por inoculação de 100 mL de meio contendo o açúcar apropriado em um frasco de agitação de 500 mL com uma cultura de estoque congelada. Após inoculação a 30°C em um agitador orbital (200 rpm), esta cultura foi usada para inocular as culturas do frasco de agitação ou culturas do fermentador. 0 meio sintético para cultivo anaeróbico foi suplementado com 0,01 g L_1 de ergosterol e 0,42 g L_1 de Tween 80 dissolvidos em etanol (Andreasen and Stier, 1953; Andreasen and Stier, 1954). O cultivo da batelada anaeróbica (sequenciamento) foi realizado a 30 °C em fermentadores de laboratório de 2 litros (Applikon, Schiedam, Paises-Baixos) com um volume de trabalho de 1 litro. O pH da cultura foi mantido em pH 5,0 por adição automática de 2M de KOH. As culturas foram agitadas a 800 rpm e borrifadas com gás nitrogênio 0,5 L min-1 (<10 ppm de oxigênio) . Para minimizar a difusão do oxigênio, os fermentadores foram equipados com tubulação Norprene (Cole Palmer Instrument company, Vernon Hills, USA). Oxigênio dissolvido foi monitorado com um elétrodo de oxigênio (Applisens, Schiedam, Paises-Baixos). Condições limitadas por oxigênio foram obtidas no mesmo ajuste experimental por areação do espaço superior em aproximadamente 0,05 L min-1.[113] Precultures were prepared by inoculating 100 mL of medium containing the appropriate sugar into a 500 mL shake flask with a frozen stock culture. After inoculation at 30 ° C on an orbital shaker (200 rpm), this culture was used to inoculate shake flask cultures or fermenter cultures. The synthetic medium for anaerobic culture was supplemented with 0.01 g L_1 of ergosterol and 0.42 g L_1 of Tween 80 dissolved in ethanol (Andreasen and Stier, 1953; Andreasen and Stier, 1954). The anaerobic batch cultivation (sequencing) was performed at 30 ° C in 2 liter laboratory fermenters (Applikon, Schiedam, Netherlands) with a working volume of 1 liter. The culture pH was maintained at pH 5.0 by automatic addition of 2M KOH. The cultures were shaken at 800 rpm and sprayed with 0.5 L min-1 nitrogen gas (<10 ppm oxygen). To minimize oxygen diffusion, the fermenters were equipped with Norprene tubing (Cole Palmer Instrument company, Vernon Hills, USA). Dissolved oxygen was monitored with an oxygen electrode (Applisens, Schiedam, Netherlands). Oxygen-limited conditions were obtained at the same experimental adjustment by upper space sandblasting at approximately 0.05 L min-1.

Determinação do Peso Seco [114] Amostras de cultura (10,0 mL) foram filtradas nos filtros de nitrocelulose pré-pesados (tamanho de poro 0,45 lm; Gelman Laboratory, Ann Arbor, USA). Após remoção do meio, os filtros foram lavados com água desmineralizada e secos em um forno de microondas (Bosch, Stuttgart, Alemanha) por 20 minutos a 360 W e pesados. Determinações em duplicata variaram em pelo menos 1%.Determination of Dry Weight [114] Culture samples (10.0 mL) were filtered on pre-weighed nitrocellulose filters (0.45 µm pore size; Gelman Laboratory, Ann Arbor, USA). After removal of the medium, the filters were washed with demineralized water and dried in a microwave oven (Bosch, Stuttgart, Germany) for 20 minutes at 360 W and weighed. Duplicate determinations ranged by at least 1%.

Análise de Gás [115] Gás de exaustão foi resfriado em um condensador (2°C) e seco com um secador Permapure tipo MD-110-48P-4 (Permapure, Toms Ri ver, USA) . Concentrações de O2 e COa foram determinadas com um analisador NGA 2000 {Rosemount Analytical, Orrville, USA) . A taxa de fluxo de gás de exaustão e taxas de produção de dióxido de carbono e consumo de oxigênio foram determinadas conforme descrito anteriormente (Van Urk e outros, 1988; Weusthuis e outros, 1994). Quando do cálculo destas taxas especificas da biomassa, alterações no volume causadas pela retirada das amostras de cultura foram levadas em consideração.Gas Analysis [115] Exhaust gas was cooled in a condenser (2 ° C) and dried with a Permapure MD-110-48P-4 dryer (Permapure, Toms River, USA). O2 and COa concentrations were determined with an NGA 2000 analyzer (Rosemount Analytical, Orrville, USA). Exhaust gas flow rate and carbon dioxide production and oxygen consumption rates were determined as previously described (Van Urk et al., 1988; Weusthuis et al., 1994). When calculating these specific biomass rates, changes in volume caused by withdrawal of culture samples were taken into account.

Análise do Metafoolito [116] Glicose, xilose, arabinose, xilitol, ácidos orgânicos, glicerol e etanol foram analisados por HPLC usando uma HPLC Waters Alliance 2690 (Waters, Milford, USA) fornecida com uma coluna BioRad HPX 8?H (BioRad, Hercules, USA), um detector de indice de refração Waters 2410 e um detector de UV Waters 2487. A coluna foi eluída a 6QeC com 0,5 g L-1 de ácido sulfürico em uma taxa de fluxo de 0,6 mL min-1.Metafoolite Analysis [116] Glucose, xylose, arabinose, xylitol, organic acids, glycerol and ethanol were analyzed by HPLC using a Waters Alliance 2690 HPLC (Waters, Milford, USA) supplied with a BioRad HPX 8? H column (BioRad, Hercules). , USA), a Waters 2410 refractive index detector, and a Waters 2487 UV detector. The column was eluted at 6 ° C with 0.5 g L-1 sulfuric acid at a flow rate of 0.6 mL min -1. .

Ensaio para Xilulose 5-Fosfato (Zaldivar J. , e outros, Appl. Microbiol. Biotechnol., <2002), 59:436-442) [117] Para análise dos metabolitos intracelulares, tais como, xilulose 5-fosfato, foram colhidos dos reatores 5 mL de caldo em duplicata, antes da exaustão da glicose (em 22 e 26 horas de cultivo) e após exaustão da glicose (42, 79 e 131 horas de cultivo). Os procedimentos para parada metabólica, extração da fase sólida dos metabolitos e análise foram descritos em detalhes por Smits H.P. e outros (Anal. Biochem., 261:36-42, (1998)). Contudo, a análise por cromatografia de troca de ion em pressão alta acoplada à detecção amperométrica pulsada empregada para analisar os extratos de células foi ligeiramente modificada. As soluções empregadas foram eluente A, 75 mM NaOH e eluente B, 500 mM NaAc. De modo a prevenir a contaminação do carbonato nas soluções eluentes, uma solução de NaOH a 50% com concentração de carbonato baixa (Baker Analysed, Deventer, Países-Baixos) foi usada ao invés das microesferas de NaOH. Os eluentes foram desgaseifiçados com hélio (He) por 30 minutos e então mantidos sob atmosfera de He. Uma bomba gradiente foi programada para gerar os gradientes que se seguem: 100% A e 0% B (0 minutos), uma diminuição linear de A a 70% e um aumento linear de B a 30% (0-30 minutos), uma diminuição linear de A a 30% e um aumento linear de B a 70% (30-70 minutos), uma diminuição linear de A a 0% e um aumento linear de B a 100% (70-75 minutos), 0% A e 100% B (75-85 minutos), um aumento linear de A a 100% e uma diminuição linear de B a 0% (85-95 minutos). A fase móvel foi operada em uma taxa de fluxo de 1 mL/min. Outras condições estavam de acordo com Smits e outros (1998) .5-Phosphate Xylulose Assay (Zaldivar J. et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., <2002), 59: 436-442) [117] For analysis of intracellular metabolites, such as 5-phosphate xylulose, were collected. of the reactors 5 mL of broth in duplicate, before glucose exhaustion (at 22 and 26 hours of cultivation) and after glucose exhaustion (42, 79 and 131 hours of cultivation). Procedures for metabolic arrest, solid phase metabolite extraction and analysis have been described in detail by Smits H.P. et al. (Anal. Biochem., 261: 36-42, (1998)). However, the high pressure ion exchange chromatography analysis coupled with the pulsed amperometric detection employed to analyze the cell extracts was slightly modified. The solutions employed were eluent A, 75 mM NaOH and eluent B, 500 mM NaAc. In order to prevent carbonate contamination in the eluent solutions, a low carbonate 50% NaOH solution (Baker Analyzed, Deventer, Netherlands) was used instead of NaOH microspheres. The eluents were degassed with helium (He) for 30 minutes and then kept under He atmosphere. A gradient pump was programmed to generate the following gradients: 100% A and 0% B (0 minutes), a linear decrease of A to 70% and a linear increase of B to 30% (0-30 minutes), a a linear decrease of A to 30% and a linear increase of B to 70% (30-70 minutes), a linear decrease of A to 0% and a linear increase of B to 100% (70-75 minutes), 0% A and 100% B (75-85 minutes), a linear increase of 100% A and a linear decrease of 0% B (85-95 minutes). The mobile phase was operated at a flow rate of 1 mL / min. Other conditions were in agreement with Smits et al. (1998).

Recuperação de Carbono [118] As recuperações de carbono foram calculadas como carbono nos produtos formados, dividido pela quantidade total de açúcar no carbono consumido e se basearam no teor de carbono da biomassa de 48%. Para corrigir a evaporação do etanol durante as fermentações, a quantidade de etanol produzido foi presumida como sendo igual à produção cumulativa medida de CO? menos a produção de CO2 que ocorreu devido à síntese da biomassa (5,85 mmol CO? por grama de biomassa (Verduyn e outros, 1990)) e o CO? associado com a formação de acetato.Carbon Recovery [118] Carbon recoveries were calculated as carbon in the formed products divided by the total amount of sugar in the carbon consumed and were based on the 48% biomass carbon content. To correct for ethanol evaporation during fermentations, the amount of ethanol produced was assumed to be equal to the measured cumulative CO? minus the CO2 production that occurred due to biomass synthesis (5.85 mmol CO? per gram of biomass (Verduyn et al., 1990)) and CO? associated with acetate formation.

Seleção para Crescimento em L-arabinose [119] A cepa IMS0001 (CBS 120327 depositada na CBS em 27/09/06), contendo os genes codificando as vias para metabolização de ambas xilose (XylA e XKSl) e arabinose (AraA, AraB, AraD) foi construída de acordo com o procedimento descrito acima. Embora capa2 de se desenvolver na xilose (dados não mostrados), a cepa IMSGGG1 não parece ser capaz de se desenvolver no meio sintético sólido suplementado com L-arabinose a 2%. Os mutantes de IMS0001 capazes de utilizar a L-arabinose como fonte de carbono para o desenvolvimento foram selecionados por transferência em série nos frascos de agitação e por cultivo de batelada de sequenciamento nos fermentadores (SBR).Selection for Growth on L-arabinose [119] The IMS0001 strain (CBS 120327 deposited with CBS on 9/27/06), containing the genes encoding the pathways for metabolism of both xylose (XylA and XKS1) and arabinose (AraA, AraB, AraD) was constructed according to the procedure described above. Although able to develop in xylose (data not shown), the IMSGGG1 strain does not appear to be able to grow in the solid synthetic medium supplemented with 2% L-arabinose. IMS0001 mutants capable of using L-arabinose as a carbon source for development were selected by serial transfer in the shake flasks and by sequencing batch culture in the fermenters (SBR).

[120] Para os experimentos de transferência em série, um frasco de agitação de 500 mL contendo 100 mL de meio sintético contendo 0,51 de galactose foi inoculado tanto com a cepa ΙΜΞ0001 quanto a cepa de referência RWB219. Após 72 horas, em uma densidade óptica de 660 nm de 3,0, as culturas foram usadas para inocular um novo frasco de agitação contendo 0,1% de galactose e 21 de arabinose. Cora base na determinação de HPLC com D-ribulose como padrão de calibração, foi determinado que já nos primeiros cultivos da cepa IMS0001, no meio contendo uma mistura de galactose/arabinose, parte da arabinose foi convertida em ribulose e subsequentemente excretada do sobrenadante. Estas análises de HPLC foram realizadas usando uma HPLC da Waters Alliance 2690 (Waters, Milford, USA) fornecida com uma coluna BioRad HPX 87H (BioRad, Hercules, USA), um detector de índice de refração Waters 2410 e um detector Waters 2487 UV. A coluna foi eluída a 60°C com 0,5 g L-1 de ácido sulfúrico em uma taxa de fluxo de 0,6 mL min-1. Em contraste com a cepa de referência RWB219, a OD660 da cultura da cepa IMS0001 aumentou após esgotamento da galactose. Após aproximadamente 850 horas de crescimento, em arabinose, da cepa IMS0001 ter sido observada (figura 2), esta cultura foi transferida em uma OD660 de 1,7 para um frasco de agitação contendo 2% de arabinose. As culturas foram então sequencialmente transferidas para o meio fresco contendo 2% de arabinose a uma Οϋβεο de 2-3. A utilização da arabinose foi confirmada por medição ocasional das concentrações da arabinose por HPLC (dados não mostrados) . A taxa de crescimento destas culturas aumentou de 0 a 0,15 h_1 em aproximadamente 3.600 horas (figura 3).[120] For serial transfer experiments, a 500 mL shake flask containing 100 mL of synthetic medium containing 0.51 galactose was inoculated with both the ΙΜΞ0001 strain and the RWB219 reference strain. After 72 hours, at an optical density of 660 nm of 3.0, the cultures were used to inoculate a new shake flask containing 0.1% galactose and 21% arabinose. Based on the determination of HPLC with D-ribulose as calibration standard, it was determined that already in the first cultures of strain IMS0001, in the medium containing a galactose / arabinose mixture, part of the arabinose was converted to ribulose and subsequently excreted from the supernatant. These HPLC analyzes were performed using a Waters Alliance 2690 HPLC (Waters, Milford, USA) provided with a BioRad HPX 87H column (BioRad, Hercules, USA), a Waters 2410 refractive index detector, and a Waters 2487 UV detector. The column was eluted at 60 ° C with 0.5 g L -1 sulfuric acid at a flow rate of 0.6 mL min -1. In contrast to the reference strain RWB219, the OD660 of the IMS0001 strain culture increased after galactose depletion. After approximately 850 hours of arabinose growth of the IMS0001 strain had been observed (Figure 2), this culture was transferred at an OD660 of 1.7 to a shake flask containing 2% arabinose. The cultures were then sequentially transferred to fresh medium containing 2% arabinose at a Οϋβεο of 2-3. The use of arabinose was confirmed by occasional measurement of arabinose concentrations by HPLC (data not shown). The growth rate of these crops increased from 0 to 0.15 h_1 in approximately 3,600 hours (Figure 3).

[121] Uma fermentação por batelada sob condições limitadas de oxigênio foi iniciada por inoculação de 1 L do meio sintético suplementado com 2% de arabinose com uma cultura de frasco de agitação de 100 mL de células de IMS0001 desenvolvidas em arabinose com uma taxa máxima de crescimento em 2% de L-arabinose de aproximadamente 0,12 h" 1. Quando o crescimento na arabinose foi observado, a cultura foi submetida às condições anaeróbicas borrifando com gás nitrogênio. Os ciclos següenciais de cultivo de batelada anaeróbica foram iniciados tanto por substituição manual quanto automatizada de 90% da cultura com meio sintético contendo 20 g L_1 de arabinose. Para cada ciclo durante a fermentação com SBR, a taxa de crescimento exponencial foi estimada do perfil de CO2 (figura 4) . Nos 13 ciclos, a taxa exponencial de crescimento aumentou de 0,025 para 0,08 h_1. Após 20 ciclos a amostra foi retirada e colocada no meio sintético sólido suplementado com 2% de L-arabinose e incubado a 30°C por vários dias. As colônias separadas foram reraiadas duas vezes no meio sólido sintético com L-arabinose, Finalmente, o frasco de agitação contendo meio sintético com 2% de L-L-arabinose foi inoculado com uma colônia simples e incubado por 5 dias a 30 °C. Esta cultura foi designada como cepa IMS0002 (CBS 120328 depositada no Centraal Bureau voor Schimmelculturen (CBS) em 27/09/06). Amostras de cultura foram retiradas, glicerol a 30% foi adicionado e as amostras foram armazenadas a -80°C.[121] A batch fermentation under limited oxygen conditions was initiated by inoculating 1 L of 2% arabinose supplemented synthetic medium with a 100 ml shake flask culture of IMS0001 cells grown in arabinose with a maximum rate of 2% L-arabinose growth of approximately 0.12 h "1. When growth in arabinose was observed, the culture was subjected to anaerobic conditions by spraying with nitrogen gas. The sequential cycles of anaerobic batch cultivation were initiated by either substitution. 90% of the culture with synthetic medium containing 20 g L_1 of arabinose For each cycle during fermentation with SBR, the exponential growth rate was estimated from the CO2 profile (Figure 4). increased from 0.025 to 0.08 h_1.After 20 cycles the sample was taken and placed in solid synthetic medium supplemented with 2% L-arabin It is incubated at 30 ° C for several days. Separated colonies were rerun twice in the synthetic solid medium with L-arabinose. Finally, the shake flask containing 2% L-L-arabinose synthetic medium was inoculated with a single colony and incubated for 5 days at 30 ° C. This culture was designated as strain IMS0002 (CBS 120328 deposited with Centraal Bureau voor Schimmelculturen (CBS) on 9/27/06). Culture samples were taken, 30% glycerol was added and the samples were stored at -80 ° C.

Fermentação de Cultura Mista [122] Hidrolisados de biomassa, uma carga de alimentação desejada para biotecnologia industrial contém misturas complexas consistindo em vários açúcares dentre os quais a glicose, xilose e arabinose estão geralmente presentes em frações significativas. De modo a realizar a fermentação etanólica não apenas da glicose e arabinose, porém também da xilose, uma fermentação de batelada anaeróbica foi realizada com uma cultura mista de cepa de fermentação de arabinose IMS0002 e a cepa de fermentação de xilose RWB218. Um fermentador de batelada anaeróbico contendo 800 mL de meio sintético fornecido com 30 g L'1 de D-glicose, 15 g L-1 de π-xilose, e 15 g L'1 de L-arabinose foi inoculado com 100 mL de pré-cultura da cepa IMS0002. Após 10 horas, 100 mL de inócuo de RWB218 foram adicionados. Em contraste com a fermentação de açúcar mista apenas com a cepa IMSG002, ambas xilose e arabinose foram consumidas após esgotamento da glicose (figura 5D). A cultura mista consumiu completamente todos os açúcares e dentro de 80 horas 564,0 ± 6,3 mmol L"1 de etanol (calculados da produção de CO?) foram produzidos com um rendimento total alto de 0,42 g g-1 de açúcar. Xilitol foi produzido apenas em pequenas quantidades a uma concentração de 4,7 mmol L_1.Mixed Culture Fermentation [122] Biomass hydrolysates, a desired feedstock for industrial biotechnology contain complex mixtures consisting of several sugars among which glucose, xylose and arabinose are generally present in significant fractions. In order to perform the ethanolic fermentation not only of glucose and arabinose but also xylose, an anaerobic batch fermentation was performed with a mixed culture of IMS0002 arabinose fermentation strain and the RWB218 xylose fermentation strain. An anaerobic batch fermenter containing 800 mL of synthetic medium supplied with 30 g L-1 D-glucose, 15 g L-1 π-xylose, and 15 g L-1 L-arabinose was inoculated with 100 mL of -culture of the IMS0002 strain. After 10 hours, 100 mL of RWB218 innocuous was added. In contrast to the mixed sugar fermentation with the IMSG002 strain alone, both xylose and arabinose were consumed after glucose depletion (Figure 5D). The mixed culture consumed all sugars completely and within 80 hours 564.0 ± 6.3 mmol L "1 of ethanol (calculated from CO? Production) were produced with a high total yield of 0.42 g g-1 of Xylitol was produced only in small quantities at a concentration of 4.7 mmol L_1.

Caracterização da cepa IMS0002 [123] O crescimento e a formação de produto da cepa IMSQQ02 foram determinados durante fermentações de batelada anaeróbicas no meio sintético tanto com L-arabinose como a única fonte de carbono ou uma mistura de glicose, xilose e L-arabinose. As pré-culturas destas fermentações de batelada anaeróbica foram preparadas em frascos de agitação contendo 100 mL de meio sintético com 2% de L-arabinose, por inoculação com soluções mestras congeladas a -80°C da cepa ΙΜΞ0002 e incubação por 48 horas a 30°C.IMS0002 strain characterization [123] Growth and product formation of the IMSQQ02 strain were determined during anaerobic batch fermentations in the synthetic medium with either L-arabinose as the sole carbon source or a mixture of glucose, xylose and L-arabinose. The precultures of these anaerobic batch fermentations were prepared in shake flasks containing 100 ml synthetic medium with 2% L-arabinose by inoculation with frozen master solutions at -80 ° C of the ΙΜΞ0002 strain and incubation for 48 hours at 30 ° C. ° C.

[124] A figura 5A mostra que a cepa IMS0002 é capaz de fermentar 20 g L_1 de L-arabinose em etanol durante uma fermentação de batelada anaeróbica de aproximadamente 70 horas. A taxa especifica de crescimento sob condições anaeróbicas com L-arabinose como a única fonte de carbono foi de 0,05 ± 0,001 h-1. Levando-se em conta a evaporação de etanol durante a fermentação em batelada, o rendimento do etanol de 20 g L_1 de arabinose foi de 0,43 ± 0,003 g g~ 1. Sem correção da evaporação, o rendimento do etanol foi 0,35 ± 0,01 g g_1 da arabinose. Nenhuma formação de arabinitol foi observada durante crescimento anaeróbico na arabinose.[124] Figure 5A shows that the IMS0002 strain is capable of fermenting 20 g L_1 of L-arabinose in ethanol during an anaerobic batch fermentation of approximately 70 hours. The specific growth rate under anaerobic conditions with L-arabinose as the sole carbon source was 0.05 ± 0.001 h-1. Taking into account ethanol evaporation during batch fermentation, ethanol yield of 20 g L_1 arabinose was 0.43 ± 0.003 gg ~ 1. Without evaporation correction, ethanol yield was 0.35 ± 0.01 g g_1 of arabinose. No arabinitol formation was observed during anaerobic growth in arabinose.

[125] Na figura 5B, é mostrada a fermentação etanólica de uma mistura de 20 g Ir1 de glicose e 20 g L-1 de L-arabinose pela cepa IMS0002. O consumo de L-arabinose iniciou após esgotamento da glicose. Dentro de 70 horas, ambas a glicose e a L-arabinose estavam completamente esgotadas. O rendimento do etanol do total de açúcares foi de 0,42 + 0,003 g g_1.[125] In Figure 5B, the ethanolic fermentation of a mixture of 20 g Ir1 glucose and 20 g L-1 L-arabinose by the IMS0002 strain is shown. L-arabinose consumption started after glucose depletion. Within 70 hours, both glucose and L-arabinose were completely depleted. The ethanol yield of total sugars was 0.42 + 0.003 g g_1.

[126] Na figura 5C, é mostrado o perfil de fermentação de uma mistura de 30 g L_1 de glicose, 15 g L-1 de D-xilose e 15 g L_1 de L-arabinose pela cepa IMS0002. O consumo de arabinose foi iniciado após esgotamento da glicose. Dentro de 8 0 horas, ambas a glicose e a arabinose foram completamente esgotadas. Apenas 20 mM de 100 mM de xilose foram consumidos pela cepa IMS0002. Além disso foi observada a formação de 20 mM de xilitol. Aparentemente, a xilose foi convertida em xilitol pela cepa IMS0002. Consequentemente, o rendimento do etanol do total de açúcares foi inferior para as fermentações descritas acima: 0,38 ± 0,001 g g_1. O rendimento do etanol do total de gi icose e arabinose foi semelhante ao de outras fermentações: 0,43 ± 0,001 g g_1.[126] In Figure 5C, the fermentation profile of a mixture of 30 g L_1 glucose, 15 g L-1 D-xylose and 15 g L_1 L-arabinose by the IMS0002 strain is shown. Arabinose consumption was started after glucose depletion. Within 80 hours, both glucose and arabinose were completely depleted. Only 20 mM of 100 mM xylose was consumed by the IMS0002 strain. In addition the formation of 20 mM xylitol was observed. Apparently, xylose was converted to xylitol by strain IMS0002. Consequently, the ethanol yield of total sugars was lower for the fermentations described above: 0.38 ± 0.001 g g_1. The ethanol yield of the total glucose and arabinose was similar to that of other fermentations: 0.43 ± 0.001 g g_1.

[127] A tabela 1 mostra as taxas de consume de arabinose e as taxas de produção de etanol observadas na fermentação da batelada anaeróbica da cepa IMS0002. A arabinose foi consumida em uma taxa de 0,23 - 0,7 5 g h-1 g-1 de peso seco da biomassa. A taxa de etanol produzida da arabinose variou de 0,08 - 0,31 g h-1 g-1 do peso seco da biomassa.[127] Table 1 shows the arabinose consumption rates and ethanol production rates observed in the IMS0002 strain anaerobic batch fermentation. Arabinose was consumed at a rate of 0.23 - 0.75 g h -1 g -1 dry weight of the biomass. The rate of ethanol produced from arabinose ranged from 0.08 - 0.31 g h -1 g -1 of the dry weight of biomass.

[128] Inicialmente, a cepa construída IMS0001 foi capaz de fermentar xilose (dados não mostrados). Em contraste com as nossas expectativas, a cepa selecionada IMS0002 não foi capaz de fermentar xilose em etanol (figura 5) . De modo a recuperar a capacidade de fermentar xilose, uma colônia da cepa IMS0002 foi transferida para meio sólido sintético com 2% de D-xilose e foi incubada em uma jarra anaeróbica a 30°C por 25 dias. Subsequentemente uma colônia foi novamente transferida para o meio sólido sintético com 2% de arabinose. Após 4 dias de incubação a 30°C, a colônia foi transferida para um frasco de agitação contendo meio sintético com 2% de arabinose. Após incubação a 30°C por 6 dias, glicerol a 30% foi adicionado, as amostras foram retiradas e armazenadas a 80°C. Um frasco de agitação contendo 100 mL de meio sintético com 2% de arabinose foi inoculado com tal solução mestra congelada e foi usado como pré-cultura para uma fermentação de batelada anaeróbica no meio sintético com 20 g Ir1 de xilose e 20 g L-1 de arabinose. Na figura 6, o perfil de fermentação desta fermentação de batelada é mostrado. Xilose e arabinose foram consumidas simultaneamente. A arabinose foi completada dentro de 70 horas, considerando-se que a xilose foi completamente consumida em 120 horas. Pelo menos 250 mM de etanol foram produzidos do total de açúcares, não sendo levada em consideração a evaporação do etanol. Presumindo-se um peso seco de biomassa final de 3,2 g L_1 (presumindo- se um rendimento da biomassa de 0,08 g g"1 de açúcar), a concentração de etanoi estimada da produção cumulativa dê CO2 (355 mmol L_:) foi de aproximadamente 330 mmol L_1, correspondendo a um rendimento de etanoi de 0,41 g g_1 de açúcar pentose. Além do etanoi, glicerol e ácidos orgânicos, uma pequena quantidade de xilitol foi produzida (aproximadamente 5 mM).[128] Initially, the constructed strain IMS0001 was able to ferment xylose (data not shown). In contrast to our expectations, the selected strain IMS0002 was not able to ferment xylose in ethanol (Figure 5). In order to regain the ability to ferment xylose, a colony of the IMS0002 strain was transferred to 2% D-xylose synthetic solid medium and incubated in an anaerobic jar at 30 ° C for 25 days. Subsequently a colony was again transferred to the synthetic solid medium with 2% arabinose. After 4 days incubation at 30 ° C, the colony was transferred to a shake flask containing 2% arabinose synthetic medium. After incubation at 30 ° C for 6 days, 30% glycerol was added, samples were taken and stored at 80 ° C. A shake flask containing 100 mL of 2% arabinose synthetic medium was inoculated with such a frozen master solution and was used as a preculture for anaerobic batch fermentation in the synthetic medium with 20 g Irl xylose and 20 g L-1. of arabinose. In Figure 6, the fermentation profile of this batch fermentation is shown. Xylose and arabinose were consumed simultaneously. Arabinosis was completed within 70 hours, whereas xylose was completely consumed within 120 hours. At least 250 mM ethanol was produced from total sugars, not taking into account ethanol evaporation. Assuming a final biomass dry weight of 3.2 g L_1 (assuming a biomass yield of 0.08 gg "1 sugar), the estimated ethanol concentration of cumulative production gives CO2 (355 mmol L_ :) was about 330 mmol L_1, corresponding to an ethanol yield of 0.41 g g_1 pentose sugar In addition to ethanol, glycerol and organic acids, a small amount of xylitol was produced (approximately 5 mM).

Seleção da Cepa IM50003 [129] Inicialmente, a cepa construída IMS0001 foi capaz de fermentar xilose (dados nâo mostrados). Ao contrário das nossas expectativas, a cepa selecionada IM5QQ02 não foi capaz de fermentar xilose em etanoi (figura 5C). De modo a reconquistar a capacidade de fermentação da xilose, uma colônia da cepa IMS0002 foi transferida para meio sólido sintético com 21 de D-xilose e incubada em uma jarra anaeróbica a 30°C por 25 dias. Subsequentemente, a colônia foi novamente transferida para meio sólido sintético com 2% de arabinose. Após 4 dias de incubação a 30°C, uma colônia foi transferida para um frasco de agitação contendo meio sintético com 2% de arabinose. Após incubação a 30°C por 6 dias, glicerol a 30% foi adicionado e as amostras retiradas e armazenadas a -80°C.Strain Selection IM50003 [129] Initially, the constructed strain IMS0001 was able to ferment xylose (data not shown). Contrary to our expectations, the selected strain IM5QQ02 was not able to ferment xylose in ethanol (Figure 5C). In order to regain xylose fermentation capacity, a colony of the IMS0002 strain was transferred to D-xylose 21 synthetic solid medium and incubated in an anaerobic jar at 30 ° C for 25 days. Subsequently, the colony was again transferred to synthetic solid medium with 2% arabinose. After 4 days incubation at 30 ° C, a colony was transferred to a shake flask containing 2% arabinose synthetic medium. After incubation at 30 ° C for 6 days, 30% glycerol was added and samples removed and stored at -80 ° C.

[130] Desta solução mestra congelada, as amostras foram dispersar no meio sintético sólido com 2% de L-arabinose e incubadas a 30°C por vários dias. Colônias separadas foram reraiadas duas vezes em um meio sintético sólido com L-arabinose. Finalmente, um frasco de agitação contendo meio sintético com 2% de L-arabinose foi inoculado com uma colônia simples, e incubado por 4 dias a 30°C. Esta cultura foi designada como IMS0003 (CBS 121879 depositada na CBS era 20/09/07). As amostras de cultura foram retiradas, glicerol a 30% foi adicionado e as amostras armazenadas a -80°C.[130] From this frozen master solution, samples were dispersed in solid synthetic medium with 2% L-arabinose and incubated at 30 ° C for several days. Separate colonies were rerun twice in a solid synthetic medium with L-arabinose. Finally, a shake flask containing 2% L-arabinose synthetic medium was inoculated with a single colony and incubated for 4 days at 30 ° C. This culture was designated as IMS0003 (CBS 121879 filed with CBS on 09/20/07). Culture samples were taken, 30% glycerol was added and samples stored at -80 ° C.

Caracterização da Cepa IMS0003 [131] 0 desenvolvimento e formação de produto da cepa IMS0003 foram determinados durante a fermentação de uma batelada anaeróbica no meio sintético com uma mistura de 30 g L'1 de glicose, 15 g L"1 de D-xilose e 15 g L·"1 de L-arabinose. A pré-cultura para a fermentação de batelada anaeróbica foi preparada em frascos de agitação contendo 100 mL de meio sintético com 2% de L-arabinose, por inoculaçâo com uma solução mestra congelada a 80°C da cepa IMS0003, e incubada por 48 horas a 30eC.Characterization of the IMS0003 strain [131] Development and product formation of the IMS0003 strain were determined during the fermentation of an anaerobic batch in the synthetic medium with a mixture of 30 g L1 glucose, 15 g L "1 D-xylose and 15 g L · -1 of L-arabinose. The preculture for anaerobic batch fermentation was prepared in shake flasks containing 100 mL of 2% L-arabinose synthetic medium by inoculation with a master solution frozen at 80 ° C of the IMS0003 strain and incubated for 48 hours. at 30 ° C.

[132] Na figura 7, é mostrado o perfil de fermentação de uma mistura de 30 g L_1 de glicose, 15 g L_1 de D-xilose e 15 g L-1 de L-arabinose por cepa de IMS0003. O consumo de arabinose iniciou após esgotamento de glicose. Dentro de 70 horas, a glicose, xilose e arabinose foram completamente esgotadas. Xilose e arabinose foram consumidas simultaneamente. Pelo menos 406 mM de etanol foram produzidos dos açúcares totais, não levando em consideração a evaporação do etanol. A concentração de etanol final calculada da produção cumulativa de CO; foi de 572 mmol L_1, correspondendo a um rendimento de etanol de 0,46 g g_1 dé açúcar total. Em contraste com a fermentação da mistura de glicose, xilose e arabinose pela cepa de IMS0002 {figura 5C) ou uma cultura misturada das cepas IMSQ002 e RWB218 (figura 5D) , cepa ΙΜΞ0003 não produziu quantidades desejáveis de xilitol.[132] In Figure 7, the fermentation profile of a mixture of 30 g L_1 glucose, 15 g L_1 D-xylose and 15 g L-1 L-arabinose per IMS0003 strain is shown. Arabinose consumption started after glucose depletion. Within 70 hours, glucose, xylose and arabinose were completely depleted. Xylose and arabinose were consumed simultaneously. At least 406 mM ethanol was produced from total sugars, not taking into account ethanol evaporation. The final calculated ethanol concentration of cumulative CO production; was 572 mmol L_1, corresponding to an ethanol yield of 0.46 g g_1 of total sugar. In contrast to the fermentation of the glucose, xylose and arabinose mixture by the IMS0002 strain (Figure 5C) or a mixed culture of the IMSQ002 and RWB218 strains (Figure 5D), strain ΙΜΞ0003 did not produce desirable amounts of xylitol.

TABELASTABLES

Tabela 1: Cepas de S, cerevisiae empregadas ________Tabela 3: oliqos empregados neste trabalho___________ Tabela 4: [133] Taxas de consumo máximas observadas específicas para glicose e arabinose e taxas de produção de etanol durante fermentações de batelada anaeróbicas de S. cerevisiae IMSQQQ2.Table 1: S, cerevisiae strains employed _________Table 3: Oli strains employed in this work___________ Table 4: [133] Maximum observed glucose and arabinose specific consumption rates and ethanol production rates during anaerobic batch fermentations of S. cerevisiae IMSQQQ2.

Qgiu: taxa de consumo especifica de glicose cjarà* taxa de consumo especifica de arabinose cjeth, giu * taxa de produção específica para etanol durante desenvolvimento em glicose : taxa de produção específica para etanol durante desenvolvimento em arabinose Lista de Referências Andreasen AA, Stier TJ (1954) Anaerobic nutrition o £ Saccharomyces cer&visiae. II. Unsaturated fatty acid requirement for growth in a defined médium. J Cell Physiol 43:271-281.Qgiu: cjarà glucose specific consumption rate * cjeth arabinose specific consumption rate, giu * ethanol specific production rate during glucose development: ethanol specific production rate during arabinose development Reference List Andreasen AA, Stier TJ ( 1954) Anaerobic nutrition o Saccharomyces cer & visiae. II. Unsaturated fatty acid requirement for growth in a defined medium. J Cell Physiol 43: 271-281.

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Claims (10)

1. Célula de Saccharomyces capaz de expressar as seguintes sequências de nucleotídeo, introduzidas na mesma, caracterizada pelo fato de que a expressão dessas sequências de nucleotídeo, confere à célula de Saccharomyces a capacidade de usar L-arabinose e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em etanol: (a) uma sequência de nucleotídeo representada por SEQ ID NO:2 e suas degenerações que geram a mesma arabinose isomerase (araA) representada por SEQ ID N0:1; (b) uma sequência de nucleotídeo representada por SEQ ID NO: 4 e suas degenerações que geram a mesma L-ribuloquinase (araB) representada por SEQ ID NO:3; (c) uma sequência de nucleotídeo representada por SEQ ID NO: 6 e suas degenerações que geram a mesma L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD) representada por SEQ ID NO: 5 ; em que a célula de Saccharomyces é adicionalmente adaptada à L-arabinose por seleção de mutantes.Saccharomyces cell capable of expressing the following nucleotide sequences introduced therein, characterized in that the expression of these nucleotide sequences confers to the Saccharomyces cell the ability to use L-arabinose and / or convert L-arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate and / or ethanol xylulose: (a) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 and its degenerations that generate the same arabinose isomerase (araA) represented by SEQ ID NO: 1 ; (b) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4 and its degenerations that generate the same L-ribulokinase (araB) represented by SEQ ID NO: 3; (c) a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 6 and its degenerations that generate the same L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD) represented by SEQ ID NO: 5; wherein the Saccharomyces cell is further adapted to L-arabinose by mutant selection. 2. Célula de Saccharomyces, de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que uma, duas ou três dentre as sequências de nucleotídeo de araA, araB e araD se originam de um gênero Lactobacillus, preferivelmente uma espécie Lactobacillus plantarum.Saccharomyces cell according to claim 1, characterized in that one, two or three of the nucleotide sequences of araA, araB and araD originate from a genus Lactobacillus, preferably a species Lactobacillus plantarum. 3. Célula de Saccharomyces, de acordo com reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a célula de Saccharomyces pertence a uma das espécies: 5. cerevisiae, S. bulderi, S. barnetti, S. exiguus, S. uvarum, S. diastaticus.Saccharomyces cell according to claim 1 or 2, characterized in that the Saccharomyces cell belongs to one of the species: 5. cerevisiae, S. bulderi, S. barnetti, S. exiguus, S. uvarum, S. diastaticus 4. Célula de Saccharomyces, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que as sequências de nucleotideo codificando araA, araB e/ou araD são ligadas operacionalmente a um promotor que causa expressão suficiente das sequências de nucleotideo correspondentes na célula para conferir à célula a capacidade de usar L-arabinose e/ou converter L-arabinose em L-ribulose, e/ou xilulose 5-fosfato e/ou em etanol.Saccharomyces cell according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the nucleotide sequences encoding araA, araB and / or araD are operably linked to a promoter that causes sufficient expression of the corresponding nucleotide sequences in the cell to give the cell the ability to use L-arabinose and / or convert L-arabinose to L-ribulose, and / or 5-phosphate xylulose and / or ethanol. 5. Célula de Saccharomyces, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o produto de fermentação é etanol.Saccharomyces cell according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the fermentation product is ethanol. 6. Processo para produção de etanol, caracterizado pelo fato de que compreende: (a) fermentação de um meio contendo uma fonte de arabinose com uma célula de Saccharomyces modificada, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que a célula de Saccharomyces fermenta arabinose a etanol; e (b) recuperação do etanol.Process for the production of ethanol, characterized in that it comprises: (a) fermenting a medium containing an arabinose source with a modified Saccharomyces cell as defined in any one of claims 1 to 5, wherein the cell of Saccharomyces fermentes arabinose to ethanol; and (b) ethanol recovery. 7. Processo, de acordo com reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o meio também contém uma fonte de glicose.Process according to Claim 6, characterized in that the medium also contains a source of glucose. 8. Processo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a produtividade volumétrica de etanol é de pelo menos 0,5 g de etanol por litro por hora.Process according to Claim 6 or 7, characterized in that the volumetric ethanol productivity is at least 0.5 g ethanol per liter per hour. 9. Processo, de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o rendimento do etanol é de pelo menos 30%.Process according to Claim 8, characterized in that the ethanol yield is at least 30%. 10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o processo é anaeróbico.Process according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the process is anaerobic.
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