DK2069476T3 - Metabolisk modificering af arabinose-fermenterende gærceller - Google Patents

Metabolisk modificering af arabinose-fermenterende gærceller Download PDF

Info

Publication number
DK2069476T3
DK2069476T3 DK07834562.6T DK07834562T DK2069476T3 DK 2069476 T3 DK2069476 T3 DK 2069476T3 DK 07834562 T DK07834562 T DK 07834562T DK 2069476 T3 DK2069476 T3 DK 2069476T3
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
ala
leu
gly
lys
glu
Prior art date
Application number
DK07834562.6T
Other languages
English (en)
Inventor
Jacobus Thomas Pronk
Dijken Johannes Pieter Van
Aaron Adriaan Winkler
Maris Antonius Jeroen Adriaan Van
Hendrik Wouter Wisselink
Winde Johannes Hendrik De
Original Assignee
Dsm Ip Assets Bv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dsm Ip Assets Bv filed Critical Dsm Ip Assets Bv
Priority claimed from PCT/NL2007/000246 external-priority patent/WO2008041840A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DK2069476T3 publication Critical patent/DK2069476T3/da

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
    • C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
    • C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
    • C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10—Transferases (2.)
    • C12N9/12—Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205—Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/90—Isomerases (5.)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y207/00—Transferases transferring phosphorus-containing groups (2.7)
    • C12Y207/01—Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1)
    • C12Y207/01016—Ribulokinase (2.7.1.16)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y501/00—Racemaces and epimerases (5.1)
    • C12Y501/03—Racemaces and epimerases (5.1) acting on carbohydrates and derivatives (5.1.3)
    • C12Y501/03004—L-Ribulose-5-phosphate 4-epimerase (5.1.3.4)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y503/00—Intramolecular oxidoreductases (5.3)
    • C12Y503/01—Intramolecular oxidoreductases (5.3) interconverting aldoses and ketoses (5.3.1)
    • C12Y503/01003—Arabinose isomerase (5.3.1.3)
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Claims (26)

1. Gærcelle, der er i stand til at udtrykke følgende nukleotidsekvenser, hvor ekspressionen af disse nukleotidsekvenser bibringer gærcellen evnen til at udnytte L-arabinose og/eller omdanne L-arabinose til L-ribulose og/eller xylulose-5-phosphat og/eller til ethanol, i hvilken gærcelle udtrykkes: (a) en nukleotidsekvens, der koder for en arabinoseisomerase (araA), hvor nukleotidsekvensen er udvalgt fra gruppen, der består af: i. nukleotidsekvenser, der koder for en araA, hvilken araA omfatter en aminosyresekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med aminosyresekvensen ifølge SEQ ID NO: 1; ii. nukleotidsekvenser, der omfatter en nukleotidsekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med nukleotidsekvensen ifølge SEQ ID NO: 2; iii. nukleotidsekvenser, hvis komplementære streng hybridiserer til et nukleinsyremolekyle med sekvensen ifølge (i) eller (ii); (b) en nukleotidsekvens, der koder for en L-ribulokinase (araB), hvor nukleotidsekvensen er udvalgt fra gruppen, der består af: i. nukleotidsekvenser, der koder for en araB, hvilken araB omfatter en aminosyresekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med aminosyresekvensen ifølge SEQ ID NO: 3; ii. nukleotidsekvenser, der omfatter en nukleotidsekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med nukleotidsekvensen ifølge SEQ ID NO: 4; iii. nukleotidsekvenser, hvis komplementære streng hybridiserer til et nukleinsyremolekyle med sekvensen ifølge (i) eller (ii); og (c) en nukleotidsekvens, der koder for en L-ribulose-5-P-4-epimerase (araD), hvor nukleotidsekvensen er udvalgt fra gruppen, der består af: i. nukleotidsekvenser, der koder for en araD, hvilken araD omfatter en aminosyresekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med aminosyresekvensen ifølge SEQ ID NO: 5; ii. nukleotidsekvenser, der omfatter en nukleotidsekvens, der har mindst 80 % sekvensidentitet med nukleotidsekvensen ifølge SEQ ID NO: 6; iii. nukleotidsekvenser, hvis komplementære streng hybridiserer til et nukleinsyremolekyle med sekvensen ifølge (i) eller (ii), hvor hybridisering i punkterne iii. bestemmes under hybridiseringsbetingelser, der åbner mulighed for, at en nukleinsyresekvens på 200 nukleotider kan hybridisere ved en temperatur på 65 °C i en opløsning, der omfatter ca. 1 M salt, og vask ved 65 °C i en opløsning på ca. 0,1 M, hvor hybridiseringen udføres i 10 timer, og vask udføres i 1 time med to skift af vaskeopløsningen.
2. Gærcelle ifølge krav 1, hvor en, to eller tre af araA-, araB- og araD-nukleotidsekvenserne stammer fra en Lactobacillus-slægt, fortrinsvis en Lactobacillus plantarum- art.
3. Gærcelle ifølge krav 1 eller 2, hvor cellen er en gærcelle, der fortrinsvis tilhører en af slægterne: Saccharomyces, Kluyveromyces, Candida, Pichia, Schizosaccharomyces, Hansenula, Kloeckera, Schwanniomyces eller Yarrowia.
4. Gærcelle ifølge krav 3, hvor gærcellen tilhører en af arterne: S. cerevisiae, S. bulderi, S. barnetti, S. exiguus, 5. uvarum, S. diastaticus, K. lactis, K. marxianus eller K. fragilis.
5. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 4, hvor nukleotidsekvenserne, der koder for araA, araB og/eller araD, er operabelt koblet til en promotor, der katalyserer tilstrækkelig ekspression af de tilsvarende nukleotidsekvenser i cellen til at bibringe cellen evnen til at udnytte L-arabinose og/eller omdanne L-arabinose til L-ribulose og/eller xylulose-5-phosphat og/eller til ethanol.
6. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 5, hvor gærcellen fremviser evnen til direkte isomerisering af xylose til xylulose.
7. Gærcelle ifølge krav 6, hvor gærcellen omfatter en genmodifikation, der øger strømningen i pentosephosphat-reaktionsvej en.
8. Gærcelle ifølge krav 6 eller 7, hvor genmodifikationen omfatter overekspression af mindst ét gen af den ikke-oxidative del af pentosephosphat-reaktionsvejen.
9. Gærcelle ifølge krav 8, hvor genet er udvalgt fra gruppen, der består af generne, der koder for ribulose-5-phosphatisomerase, ribulose-5-phosphatepimerase, transketolase og transaldolase.
10. Gærcelle ifølge krav 8, hvor genmodifikationen omfatter overekspression af mindst generne, der koder for en transketolase og en transaldolase.
11. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 8 til 10, hvor gærcellen yderligere omfatter en genmodifikation, der øger den specifikke xylulosekinase-aktivitet.
12. Gærcelle ifølge krav 11, hvor genmodifikationen omfatter overekspression af et gen, der koder for en xylulosekinase.
13. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 8 til 12, hvor genet, der overudtrykkes, er endogent for cellen.
14. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 5 til 13, hvor gærcellen omfatter en genmodifikation, der reducerer uspecifik aldosereductase-aktivitet i gærcellen.
15. Gærcelle ifølge krav 14, hvor genmodifikationen reducerer ekspressionen af eller inaktiverer et gen, der koder for en uspecifik aldosereductase.
16. Gærcelle ifølge krav 15, hvor genet er inaktiveret ved deletion af mindst en del af genet eller ved ødelæggelse af genet.
17. Gærcelle ifølge krav 14 eller 15, hvor ekspressionen af hvert gen i gærcellen, der koder for en uspecifik aldosereductase, er reduceret eller inaktiveret.
18. Gærcelle ifølge et hvilket som helst af ovennævnte krav, hvor fermenteringsproduktet er ethanol.
19. Nukleinsyrekonstruktion, der omfatter en nukleinsyresekvens, der koder for en araA, en nukleinsyresekvens, der koder for en araB, og/eller en nukleinsyresekvens, der koder for en araD, alle som defineret i krav 1 eller 2.
20. Fremgangsmåde til fremstilling af ethanol, hvilken fremgangsmåde omfatter: a. fermentering af et medium, der indeholder en kilde af arabinose og eventuelt xylose, med en modificeret gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 18, hvor gærcellen fermenterer arabinose og eventuelt xylose til ethanol; og eventuelt b. indvinding af ethanol.
21. Fremgangsmåde til fremstilling af ethanol, hvilken fremgangsmåde omfatter: a. fermentering af et medium, der indeholder mindst en kilde af L-arabinose og en kilde af xylose, med en gærcelle ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 18 og en gærcelle, der er i stand til at udnytte xylose og/eller fremviser evnen til direkte isomerisering af xylose til xylulose, hvorved hver gærcelle fermenterer L-arabinose og/eller xylose til ethanol; og eventuelt b. indvinding af fermenteringsproduktet.
22. Fremgangsmåde ifølge krav 20 eller 21, hvor mediet også indeholder en kilde af glucose.
23. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 20-22, hvor den volumetriske ethanolproduktivitet er mindst 0,5 g ethanol pr. liter pr. time.
24. Fremgangsmåde ifølge krav 23, hvor ethanoludbyttet er mindst 30 %.
25. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 20 til 24, hvor fremgangsmåden er anaerob.
26. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 20 til 24, hvor fremgangsmåden er aerob og fortrinsvis udføres under oxygenbegrænsede betingelser.
DK07834562.6T 2006-10-02 2007-10-01 Metabolisk modificering af arabinose-fermenterende gærceller DK2069476T3 (da)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US84835706P 2006-10-02 2006-10-02
EP06121633 2006-10-02
PCT/NL2007/000246 WO2008041840A1 (en) 2006-10-02 2007-10-01 Metabolic engineering of arabinose- fermenting yeast cells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DK2069476T3 true DK2069476T3 (da) 2016-11-28

Family

ID=37814353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK07834562.6T DK2069476T3 (da) 2006-10-02 2007-10-01 Metabolisk modificering af arabinose-fermenterende gærceller

Country Status (5)

Country Link
CN (2) CN103289908B (da)
BR (1) BRPI0719262B1 (da)
DK (1) DK2069476T3 (da)
ES (1) ES2601052T3 (da)
PL (1) PL2069476T3 (da)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011131667A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-27 Dsm Ip Assets B.V. Cell suitable for fermentation of a mixed sugar composition
CN103555646B (zh) * 2013-10-29 2016-08-31 南京工业大学 一种共表达l-阿拉伯糖异构酶基因和甘露糖-6-磷酸异构酶的基因工程菌
MY188314A (en) * 2014-12-19 2021-11-28 Dsm Ip Assets Bv Fermentation process with improved glycerol and acetic acid conversion
CN109609540B (zh) * 2018-12-27 2022-02-18 吉林中粮生化有限公司 重组酿酒酵母菌株及其制备方法和应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101914462B (zh) * 2004-07-16 2013-04-24 Dsm知识产权资产有限公司 发酵木糖的真核细胞的代谢工程

Also Published As

Publication number Publication date
ES2601052T3 (es) 2017-02-14
BRPI0719262A2 (pt) 2014-03-25
CN101522886A (zh) 2009-09-02
CN103289908A (zh) 2013-09-11
PL2069476T3 (pl) 2017-02-28
BRPI0719262B1 (pt) 2017-09-12
CN103289908B (zh) 2018-05-11
CN101522886B (zh) 2015-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2664646C (en) Metabolic engineering of arabinose- fermenting yeast cells
DK1781772T3 (da) Metabolisk modificering af xylose-fermenterende eukaryote celler
DK1468093T4 (da) Fermentering af pentose-sukre
US20150184203A1 (en) Novel arabinose-fermenting eukaryotic cells
DK2069476T3 (da) Metabolisk modificering af arabinose-fermenterende gærceller
EP3559210A1 (en) Xylose isomerases that confer efficient xylose fermentation capability to yeast
Winkler et al. Metabolic engineering of xylose fermenting eukaryotic cells