ES2582782T3 - Microorganismo que expresa xilosa isomerasa - Google Patents

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Abstract

Un microorganismo transformado capaz de: (a) una actividad xilosa isomerasa superior a la del microorganismo equivalente antes de la transformación y/o (b) una tasa de crecimiento superior, en o sobre un medio de crecimiento que comprende xilosa, que la del microorganismo equivalente antes de la transformación y/o (c) un metabolismo de la xilosa más rápido que el del microorganismo equivalente antes de la transformación y/o (d) una producción de etanol superior, cuando se cultiva en condiciones anaerobias en xilosa como la fuente de carbono, que la del microorganismo equivalente antes de la transformación; en el que dicho microorganismo ha sido transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa en el que dicha xilosa isomerasa es una xilosa isomerasa exógena derivada de una bacteria mesófila y en el que dicha xilosa isomerasa es una xilosa isomerasa exógena derivada de una especie de Lactococcus; y en el que dicho microorganismo transformado es una levadura transformada en el que dicha levadura transformada es Saccharomyces.

Description

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%, 20 % o 25 % menor que la del microorganismo equivalente antes de la transformación o el microorganismo antes de la transformación, cuando se cultivan en las mismas condiciones. Las expresiones “un metabolismo de la xilosa más rápido que el del microorganismo equivalente antes de la transformación” y un “o un metabolismo de la xilosa más rápido que el del microorganismo antes de la transformación”, como se n en la presente memoria, se refieren a un microorganismo transformado que es capaz de metabolizar xilosa, de tal forma que la cantidad consumida de xilosa en el medio de cultivo es de al menos 10 %, 20 %, 25 %, 30 % o 35 % superior por célula que la del microorganismo equivalente antes de la transformación o el microorganismo antes de la transformación, cuando se cultiva en las mismas condiciones durante un determinado período de tiempo dentro de la fase de crecimiento exponencial. Dicho microorganismo transformado se cultiva en condiciones de cultivo adecuadas que permiten al menos el mantenimiento de dicho microorganismo; por ejemplo, dicho medio de cultivo puede comprender uno o más sustratos (por ejemplo, xilosa) capaces de activar la expresión de la secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa pero dicho medio de cultivo no comprende ningún sustrato que sea capaz de inhibir la expresión de la secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa.
En la presente memoria las expresiones “una producción de etanol superior cuando se cultiva en condiciones anaerobias en xilosa como la fuente de carbono que la del microorganismo equivalente antes de la transformación” y “una producción de etanol superior cuando se cultiva en condiciones anaerobias en xilosa como la fuente de carbono que la del microorganismo antes de la transformación” se refieren a un microorganismo transformado que es capaz de producir al menos 10 %, 20 % o 30 % más de etanol por célula que el microorganismo equivalente antes de la transformación cuando se cultiva en condiciones anaerobias, con xilosa como la fuente de carbono, durante un determinado período de tiempo.
La expresión “microorganismo equivalente antes de la transformación” como se usa en la presente memoria incluye referencias al microorganismo antes de la transformación con una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa o antes de la transformación con una secuencia de nucleótidos que provoca la regulación positiva (por ejemplo, la sobreexpresión) de la xilosa isomerasa.
En una realización, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que hace que el microorganismo sobreexprese la xilosa isomerasa. Por ejemplo, se inserta un promotor en el genoma de un microorganismo que permite que el microorganismo sobreexprese una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa endógena.
En otra realización, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa. Por ejemplo, el microorganismo se transforma con un vector de expresión que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa unida operativamente a una secuencia reguladora.
Preferiblemente, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa.
Preferiblemente, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa exógena.
Preferiblemente, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa exógena derivada de una especie de Lactococcus.
En una realización preferida, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica la secuencia de aminoácidos mostrada como SEQ ID No 14, SEQ ID No 11, SEQ ID No 18, SEQ ID No 13, SEQ ID No 19 o SEQ ID No 20, o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En una realización más preferida, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con una secuencia de nucleótidos que codifica la secuencia de aminoácidos mostrada como SEQ ID No 19 o SEQ ID No 20, o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En una realización preferida, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con la secuencia de nucleótidos mostrada como SEC ID No 1, SEQ ID No 10, SEQ ID No 17, SEQ ID No 12, SEQ ID No 27 o SEQ ID No 28, o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En una realización más preferida, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con la secuencia de nucleótidos mostrada como SEC ID No 27 o SEQ ID No 28, o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En un aspecto, el microorganismo de acuerdo con la presente invención se ha transformado con dos o más secuencias de nucleótidos que codifican la xilosa isomerasa.
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Preferiblemente, la secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa mencionado en la presente memoria está en un vector de expresión que codifica la misma.
Preferiblemente, el vector de expresión mencionado en la presente memoria comprende un promotor capaz de sobreexpresar la secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa. Ejemplos de tales promotores incluyen el promotor GPD, el promotor TEF y el promotor ADP. Los promotores preferidos que pueden ser usados para sobreexpresar la xilosa isomerasa pueden ser cualquiera de los elementos reguladores que controlan la expresión de secuencias de nucleótidos que codifican proteínas implicadas en la glicolisis y la fermentación de la glucosa.
En una realización, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos que hace que el microorganismo sobreexprese la xilosa isomerasa. Por ejemplo, se inserta un promotor inserta en el genoma de un microorganismo que permite que el microorganismo sobreexprese una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa endógena. En un ejemplo adicional, se inserta un promotor en el genoma de un microorganismo que permite que el microorganismo exprese constitutivamente una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa endógena.
En otra realización en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa. Por ejemplo, el microorganismo se transforma con un vector de expresión que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa unida operativamente a una secuencia reguladora. En un ejemplo adicional, el microorganismo se transforma con un vector de expresión que comprende una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa unida operativamente a una secuencia reguladora en la que dicha secuencia reguladora permite la expresión constitutiva de la secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa.
Preferiblemente, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa.
Preferiblemente, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa exógena.
En una realización preferida, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos, que codifica una xilosa isomerasa, que comprende la secuencia de nucleótidos mostrada como SEC ID No 1, SEQ ID No 10, SEQ ID No 17, SEQ ID No 12, SEQ ID No 27 o SEQ ID No 28, o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En una realización preferida, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con una secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa que comprende la secuencia de aminoácidos mostrada como SEQ ID No 14, SEQ ID No 11, SEQ ID No 18, SEQ ID No 13, SEQ ID No 19 o la SEQ ID No 20 o una variante, homóloga o derivada de la misma.
En un aspecto, en el método de acuerdo con la presente invención, el microorganismo se transforma con dos o más secuencias de nucleótidos que codifican la xilosa isomerasa.
En el método de acuerdo con la presente invención, preferiblemente la secuencia de nucleótidos que codifica una xilosa isomerasa está en un vector de expresión que codifica la misma.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión “método de fermentación” se refiere al cultivo de un microorganismo o microorganismos en condiciones aerobias y anaerobias.
En una realización, el medio de cultivo comprende xilosa y/o una fuente de xilosa.
En una realización, el medio de cultivo comprende un azúcar pentosa y/o una fuente de azúcar pentosa. Preferiblemente, el azúcar pentosa es xilosa. En una realización, el azúcar pentosa se deriva y/o es derivable de material lignocelulósico.
Como alternativa, o además, el medio de cultivo comprende material derivado de material lignocelulósico.
Preferiblemente, el método de acuerdo con la presente invención comprende además la etapa de obtener el biocombustible del medio de cultivo.
En una realización, el producto derivado de la xilosa se selecciona del grupo que consiste en xilulosa, xilulosa-5fosfato, etanol, aminoácidos aromáticos, ácido láctico, ácido succínico, ácido acético, acetaldehído, furfural, ácido itacónico, ácido glutámico, ácido cítrico , cresol, lisina, ácido 3-hidroxipropiónico, poli-3-hidroxialcanoatos, ácido protocatéquico, pirocatecol, guayacol, veratrol, resveratrol, vainillina, ácido vainíllico, alcohol vainíllico, ácido mucónico, ácido adípico, ácido 4-hidroxibenzoico, 4-hidroxibenzaldehído, 4-metoxibenzoico, 4-aminobenzoato, 4
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La elección del vector, por ejemplo, un plásmido, cósmido o vector de fago con frecuencia dependerá del microorganismo en el que se va a introducir.
Los vectores para uso en la presente memoria pueden contener una o más secuencias de nucleótidos de marcador seleccionables, tal como una secuencia de nucleótidos que confiere resistencia a antibióticos, por ejemplo, resistencia a ampicilina, kanamicina, cloranfenicol o tetraciclina. Como alternativa, la selección puede realizarse por cotransformación (como se describe en el documento WO91/17243).
Los vectores pueden ser utilizados in vitro, por ejemplo, para transfectar, transformar, transducir o infectar un microorganismo hospedador.
El vector puede comprender además una secuencia de nucleótidos que permite al vector replicarse en el microorganismo hospedador en cuestión. Ejemplos de tales secuencias son los orígenes de replicación de los plásmidos pUC19, pACYC177, pUB110, pE194, pAMb1 y pIJ702.
En un aspecto preferido, el microorganismo capaz de convertir la xilosa en xilulosa como se ha mencionado en la presente memoria comprende una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa.
Preferiblemente un vector de expresión como se ha mencionado en la presente memoria comprende una secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa isomerasa.
En un aspecto adicional, preferiblemente el microorganismo capaz de convertir la xilosa en xilulosa como se ha mencionado en la presente memoria comprende al menos un vector de expresión que codifica la xilosa isomerasa.
Preferiblemente, en otro aspecto, el microorganismo capaz de convertir la xilosa en xilulosa como se ha mencionado en la presente memoria puede comprender además al menos un vector de expresión que codifica una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en xiluloquinasa, D-ribuloquinasa, ribosa-5-fosfato isomerasa, ribulosa-5-fosfato epimerasa, transaldolasa, transcetolasa y cualquier otra enzima de la ruta de las pentosas fosfato. Más preferiblemente, dicho microorganismo capaz de convertir una aldopentosa en una cetopentosa como se ha mencionado en la presente memoria comprende además al menos un vector de expresión que codifica la xiluloquinasa.
En un aspecto, un vector de expresión como se ha mencionado en la presente memoria, puede codificar además una o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en una aldosa-1-epimerasa, xilosa reductasa, D-xilulosa reductasa, arabinosa reductasa, L-arabitol-4-deshidrogenasa, L-xilulosa reductasa, L-arabinosa isomerasa, ribuloquinasa, ribulosa fosfato-4-epimerasa, D-lixosa isomerasa, D-ribosa isomerasa, xiluloquinasa, D-ribuloquinasa, ribulosa-5-fosfato epimerasa, ribosa-5-fosfato isomerasa, transaldolasa y transcetolasa.
En un aspecto, un vector de expresión como se ha mencionado en la presente memoria, puede codificar además uno o más enzimas seleccionadas del grupo que consiste en aldosa-1-epimerasa, xiluloquinasa, D-ribuloquinasa, ribosa-5-fosfato isomerasa, D-ribulosa-5-fosfato epimerasa, transaldolasa, transcetolasa y cualquier otra enzima de la ruta de las pentosas fosfato. Preferiblemente, dicho vector de expresión como se ha mencionado en la presente memoria además codifica xiluloquinasa.
En un aspecto preferido, el microorganismo capaz de convertir la xilosa en xilulosa como se ha mencionado en la presente memoria comprende además al menos un vector de expresión que codifica una aldosa-1-epimerasa.
Preferiblemente un vector de expresión como se ha mencionado en la presente memoria comprende además una secuencia de nucleótidos que codifica una aldosa-1-epimerasa.
Secuencias reguladoras
En algunas aplicaciones, la secuencia(s) de nucleótidos mencionadas en la presente memoria está unida operativamente a una secuencia reguladora que es capaz de proporcionar la expresión de la secuencia de nucleótidos, tal como por el microorganismo elegido. A modo de ejemplo, la presente invención abarca el uso de un vector que comprende la secuencia(s) de nucleótidos mencionada en la presente memoria unida operativamente a una secuencia reguladora de este tipo, es decir, el vector es un vector de expresión.
La expresión “unida operativamente” se refiere a una yuxtaposición en la que los componentes descritos están en una relación que les permite funcionar de la manera pretendida. Una secuencia reguladora “operativamente unida” a una secuencia codificante se liga de tal manera que la expresión de la secuencia codificante se consigue en condiciones compatibles con las secuencias de control.
La expresión “secuencias reguladoras” incluye promotores y potenciadores y otras señales de regulación de la expresión.
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En un aspecto dicho medio de cultivo comprende aproximadamente 1 %, aproximadamente 2 %, aproximadamente 4 %, aproximadamente 8 %, aproximadamente 15 % o aproximadamente 25 % de xilosa antes de la inoculación con el microorganismo (es decir, en el tiempo cero).
Preferiblemente, dicho medio de cultivo comprende las cantidades óptimas de sales, vitaminas y otros nutrientes necesarios para el microorganismo.
Los microorganismos se cultivan preferiblemente a su temperatura de crecimiento óptima. El experto hubiera podido determinar fácilmente la temperatura óptima a la que cultivar los microorganismos mencionados en la presente memoria.
En una realización, los microorganismos se cultivan a aproximadamente 20 °C, 25 °C, 30 °C, 35 °C o 37 °C.
En una realización, los microorganismos se cultivan a aproximadamente 35 °C a 39 °C, preferiblemente aproximadamente 36 °C a 38 °C, más preferiblemente a aproximadamente 35,5 °C a 37,5 °C.
En una realización, los microorganismos se cultivan durante aproximadamente 3 a 96 horas; preferiblemente aproximadamente 3 a 48 horas, aproximadamente 3 a 24 horas, aproximadamente 3 a 15 horas y aproximadamente 3 a 6 horas.
Preferiblemente, los microorganismos se cultivan durante aproximadamente 3 horas, aproximadamente 6 horas, aproximadamente 15 horas, aproximadamente 24 horas, aproximadamente 48 horas o aproximadamente 96 horas.
En un aspecto, el microorganismo, en particular, el microorganismo transformado, es tolerante al alcohol y/o tolerante al ácido.
La expresión “tolerante al alcohol” en relación con la presente invención se refiere a microorganismos que son capaces de crecer en un medio de cultivo que comprende al menos 2 %, 5 %, 10 % o 15 % de alcohol.
Como se ha mencionado en la presente memoria, la expresión “tolerante al ácido” se refiere a microorganismos que son capaces de crecer en un medio de cultivo que tiene un pH igual a o menor que 6,5, 6,0, 5,0, 4,0 o 3,0.
En un aspecto preferido, el medio de cultivo se inocula con al menos 5 x 107 a 5 x 1011 células por kg de medio de cultivo, preferiblemente 5 x 108 a 5 x 1010 células por kg de medio de cultivo, preferiblemente 1 x 109 a 1 x 1010 células por kg de medio de cultivo y más preferiblemente aproximadamente 5 x 109 células por kg de medio de cultivo.
El término “inóculo” y la expresión “cultivo iniciador” son intercambiables.
Las condiciones de cultivo permiten, por lo menos, el mantenimiento del microorganismo de acuerdo con la presente invención o el microorganismo preparado por un método de acuerdo con la presente invención. Las condiciones de cultivo pueden permitir opcionalmente el crecimiento del microorganismo de acuerdo con la presente invención o el microorganismo preparado por un método de acuerdo con la presente invención.
Fuentes de xilosa
La xilosa es una aldopentosa. La xilosa puede derivarse de: materiales vegetales habitualmente utilizados como fuentes de alimentación humana o animal (tales como: caña de azúcar, remolacha azucarera, sorgo, trigo y maíz, que son materiales vegetales en almidón y ricos en azúcar); plantas enteras (como las que se cultivan con fines energéticos, por ejemplo, pasto varilla) y, en particular, los materiales (vegetales) de desecho agrícola) (por ejemplo: paja de cereales, por ejemplo, paja de trigo, pulpa de remolacha, bagazo, por ejemplo, bagazo de caña, rastrojos, por ejemplo, rastrojos de sorgo, soja o maíz y astillas de madera).
Fuentes de xilosa para el medio de cultivo descrito en la presente memoria incluyen materiales lignocelulósicos considerados normalmente como material de desecho agrícola. Los troncos, los tallos y las hojas contienen material lignocelulósico y son, por lo tanto, fuentes de material lignocelulósico. El bagazo de caña de azúcar, los rastrojos de maíz y las astillas de madera (hemicelulosa solamente) son tres fuentes de material lignocelulósico de fácil acceso, ya que éstas se recogen y almacenan en grandes cantidades, por diversas razones.
El material lignocelulósico consiste principalmente en cadenas de azúcar largas. Como término medio, dos tercios de estos azúcares son azúcares hexosa, los cuales están principalmente presentes en la celulosa y un tercio de los azúcares son azúcares pentosa presentes principalmente en polímeros de arabinoxilano.
Una cantidad significativa de azúcar pentosa derivado de la hemicelulosa es xilosa.
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Los materiales lignocelulósicos se pueden hidrolizar con el fin de liberar los azúcares hexosa y/o pentosa en los azúcares de cadena larga de la celulosa, hemicelulosa y lignina.
La hidrólisis de los materiales lignocelulósicos se puede llevar a cabo por tratamiento ácido a temperatura elevada. Sin embargo, este tratamiento puede generar subproductos derivados del azúcar que son tóxicos para la mayoría de los microorganismos y que impiden la conversión de los azúcares en etanol. Estos subproductos tóxicos (si se generan) se pueden eliminar, pero generalmente es poco rentable.
Como alternativa, los materiales lignocelulósicos se pueden hidrolizar utilizando enzimas hidrolizantes de celulosa y hemicelulosa. Ventajosamente, este proceso evita la generación de subproductos tóxicos.
En un aspecto preferido, el medio de cultivo comprende material derivado de uno o más materiales lignocelulósicos que han sido tratado (ejemplos de tales técnicas de tratamiento incluyen: tratamiento con vapor, explosión de vapor, oxidación húmeda, hidrólisis ácida, oxidación húmeda alcalina y expansión de la fibra amoníaco) para liberar xilosa. Preferiblemente, el material lignocelulósico es tratado mediante un proceso de hidrólisis enzimática. Dicho material lignocelulósico hidrolizado se puede tratar adicionalmente con el fin de extraer los azúcares antes del uso de dicho extracto en un medio de cultivo.
Hidrólisis del material lignocelulósico
Tratamiento mecánico inicial:
El material lignocelulósico se corta en trozos más pequeños como y cuando se considere necesario. Por ejemplo, la paja de trigo se corta en trozos de aproximadamente 5 cm de longitud.
Pretratamiento hidrotérmico posterior:
El pretratamiento hidrotérmico del material lignocelulósico puede llevarse a cabo como un tratamiento previo de vapor seguido de una etapa de lavado, produciendo de este modo una fracción de fibra y una fracción líquida. La fracción de fibra contiene más de 90 % de la celulosa, la lignina originalmente presente en el material celulósico y algunas de las hemicelulosas. La fracción líquida contiene azúcares de las hemicelulosas (azúcares C5), más del 90 % de los cloruros alcalinos comprendidos en la biomasa lignocelulósica y la mayoría de los inhibidores de la fermentación derivados del pretratamiento de la materia prima lignocelulósica.
Generalmente, la paja de trigo se calienta mediante vapor de agua a una temperatura entre 180 y 200 °C con un tiempo de residencia de 5 a 15 min. La biomasa pretratada se descarga del reactor a presión, se lava y se prensa. El vapor liberado se recoge y se reutiliza para la evaporación de la fracción líquida para alimentar la melaza.
Hidrólisis enzimática:
La subsiguiente hidrólisis de los polímeros de azúcar se puede llevar a cabo mediante la adición de celulasas y hemicelulasas, ya sea antes de la fermentación o durante la fermentación o ambas, entre otros, mediante un proceso de sacarificación y fermentación simultáneo.
Hexosa
Los azúcares hexosa tienen 6 átomos de carbono. Las aldohexosas tienen un aldehído en la posición 1 y las cetohexosas tienen una cetona en la posición 2. La glucosa es un ejemplo de una aldohexosa. La fructosa es un ejemplo de una cetohexosa.
Pentosa
Los azúcares pentosa tienen 5 átomos de carbono. Las pentosas o bien tienen un grupo funcional aldehído en la posición 1 (aldopentosas) o un grupo funcional cetona en la posición 2 (cetopentosas). Ejemplos de pentosas son xilosa, arabinosa, ribosa, lixosa, xilulosa y ribulosa.
Aldopentosa
Ejemplos de aldopentosas son xilosa, arabinosa, ribosa y lixosa.
En un aspecto, dicha aldopentosa preferiblemente es xilosa.
La xilosa puede ser L-xilosa o D-xilosa.
Preferiblemente, dicha xilosa es D-xilosa.
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(números de acceso de NCBI). Más preferiblemente, la aldosa-1-epimerasa se selecciona del grupo que consiste en: AAD20257, ABX75760, AAK05605, AAD20245 y AAD20251.
Ejemplos de aldosa-1-epimerasas adecuadas para su uso como se describe en la presente memoria incluyen aldosa-1-epimerasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen de la aldosa-1-epimerasa de Lactococcus lactis (número de acceso del NCBI AAD20245); la secuencia de nucleótidos del gen GAL10 de Saccharomyces cerevisiae (en particular, la parte que codifica una secuencia de aminoácidos que tiene actividad mutarrotasa) y la secuencia de nucleótidos del gen GAL10 de la cepa D0002 de Saccharomyces cerevisiae (en particular, la parte que codifica una secuencia de aminoácidos que tiene actividad mutarrotasa).
Aldosa reductasa (EC 1.1.1.21)
La aldosa reductasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.21. La aldosa reductasa puede ser denominada como: poliol deshidrogenasa, aldehído reductasa, ALR2, NADPH-aldopentosa reductasa, NADPH-aldosa reductasa, alditol:NADP oxidorreductasa o alditol:NADP+1-oxidorreductasa.
La expresión aldosa reductasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir un alditol en una aldosa y viceversa.
Una aldosa reductasa puede reducir más de un tipo de aldosa. Por ejemplo, la misma enzima puede ser capaz de reducir tanto la D-xilosa como la L-arabinosa, de modo que una enzima así puede ser denominada aldosa reductasa, o, puede ser denominada más específicamente según uno de los sustratos, por ejemplo, xilosa reductasa.
Xilosa reductasa (EC 1.1.1.21)
La aldosa reductasa puede ser una xilosa reductasa. La xilosa reductasa tiene el número de nomenclatura EC
1.1.1.21.
La expresión xilosa reductasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-xilosa en xilitol y viceversa.
Una xilosa reductasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la D-xilosa.
Ejemplos de xilosa reductasas adecuadas para su uso como se describe en la presente memoria incluyen xilosa reductasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen de la xilosa reductasa de Pichia stipitis (PsXR); la secuencia de nucleótidos del gen de la xilosa reductasa de Pichia stipitis cepa DSM3651 (PsXR) – número de acceso del NCBI X59465; la secuencia de nucleótidos de Candida tenuis (dicha secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa reductasa se puede obtener como se describe por Kavanagh et al, 2003) y la secuencia de nucleótidos de Neurospora crassa (dicha secuencia de nucleótidos que codifica la xilosa reductasa se puede obtener como se describe por Woodyer et al, 2005).
Arabinosa reductasa (EC 1.1.1.21)
La aldosa reductasa puede ser una arabinosa reductasa. La arabinosa reductasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.21.
El término arabinosa reductasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir L-arabinosa en L-arabitol y viceversa.
Una reductasa arabinosa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la L-arabinosa.
Las D-xilosa reductasas actualmente conocidas en la técnica podrían actuar sobre la L-arabinosa como un sustrato con actividad similar. Por lo tanto, la expresión L-arabinosa reductasa puede referirse también a las enzimas que están clasificadas como D-xilosa reductasas y las xilosa reductasas mencionadas en la presente memoria como adecuadas para introducir el metabolismo de la xilosa son igualmente adecuadas para su uso en la introducción del metabolismo de la arabinosa en un microorganismo.
La aldosa reductasa puede ser capaz de convertir L-lixosa en L-arabitol y viceversa. En otra realización, la aldosa reductasa puede ser capaz de convertir D-lixosa en D-arabitol y viceversa.
La aldosa reductasa puede ser capaz de convertir la ribosa en ribitol (en particular, D-ribosa a D-ribitol) y viceversa.
Xilulosa reductasa (EC 1.1.1.9 y EC 1.1.1.10)
La expresión xilulosa reductasa abarca D-xilulosa reductasa y L-xilulosa reductasa.
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D-xilulosa reductasa (EC 1.1.1.9)
La D-xilulosa reductasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.9. La D-xilulosa reductasa puede ser denominada como xilitol deshidrogenasa, xilitol-2-deshidrogenasa, 2,3-cis-poliol (DPN) deshidrogenasa (C3-5), xilitol deshidrogenasa dependiente de NAD, eritritol deshidrogenasa o pentitol-DPN deshidrogenasa.
La expresión D-xilulosa reductasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir xilitol en D-xilulosa y viceversa.
Una D-xilulosa reductasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre el xilitol.
Ejemplos de D-xilulosa reductasas adecuadas para su uso como se describe en la presente memoria incluyen la Dxilulosa reductasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen de la D-xilulosa de Pichia stipitis (PsXDH); y la secuencia de nucleótidos del gen de la xilulosa reductasa de la cepa DSM3651 de Pichia stipitis (PsXDH) -Número de acceso del NCBI X55392.
L-xilulosa reductasa (EC 1.1.1.10)
La expresión L-xilulosa reductasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.10. La L-xilulosa reductasa puede ser denominada como L-xilitol deshidrogenasa. La expresión L-xilulosa reductasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir L-xilulosa en xilitol y viceversa.
Una L-xilulosa reductasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la L-xilulosa. Una secuencia de nucleótidos que codifica la L-xilulosa reductasa se puede obtener de Aspergillus niger como se describe por Witteveen et al (1994) o de la levadura Ambrosiozyma monospora (Verho et al, 2004).
Xiluloquinasa (EC 2.7.1.17)
La xiluloquinasa tiene el número de nomenclatura EC 2.7.1.17. La xiluloquinasa puede ser denominada como Dxiluloquinasa. La expresión xiluloquinasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-xilulosa en D-xilulosa 5-fosfato y
viceversa. Una xiluloquinasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la D-xilulosa. Ejemplos de xiluloquinasas adecuadas para su uso como se describe en la presente memoria incluyen la
xiluloquinasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen de la xiluloquinasa de Pichia stipitis (PsXKS); la secuencia de nucleótidos del gen de la xiluloquinasa de la cepa DSM3651 de Pichia stipitis (PsXKS) -Número de acceso del NCBI AF127802; la secuencia de nucleótidos del gen de la xiluloquinasa de S. cerevisiae (ScXKS); y la secuencia de nucleótidos del gen de la xiluloquinasa de la cepa D0002 de S. cerevisiae (ScXKS) -Número de acceso del NCBI X61377.
D-arabinitol 4-deshidrogenasa (EC 1.1.1.11)
La D-arabinitol 4-deshidrogenasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.11. La D-arabinitol 4-deshidrogenasa puede ser denominada como D-arabitol deshidrogenasa o arabitol deshidrogenasa. La expresión D-arabinitol 4-deshidrogenasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-arabinitol en D
xilulosa y viceversa. Una D-arabinitol 4-deshidrogenasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre el D-arabinitol. Una D-arabinitol 4-deshidrogenasa adecuada y el gen correspondiente se describe por Cheng et al 2005. L-arabinitol 4-deshidrogenasa (EC 1.1.1.12) La L-arabinitol 4-deshidrogenasa tiene el número de nomenclatura EC 1.1.1.12. La L-arabinitol 4-deshidrogenasa
puede ser denominada como L-arabitol 4-deshidrogenasa o pentitol-DPN deshidrogenasa.
La expresión L-arabinitol 4-deshidrogenasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir L-arabinitol en Lxilulosa y viceversa. Una L-arabinitol 4-deshidrogenasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre el L-arabinitol.
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D-lixosa isomerasa (EC 5.3.1.15)
La D-lixosa isomerasa tiene el número de nomenclatura EC 5.3.1.15. Esta enzima también puede ser denominada como D-lixosa cetol-isomerasa.
La expresión D-lixosa isomerasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-lixosa en D-xilulosa y viceversa.
La D-lixosa isomerasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la D-lixosa.
Una secuencia de nucleótidos que codifica una D-lixosa/-L-ribosa isomerasa se puede clonar a partir del organismo Acinetobacter sp. cepa DL-28 (Shimonishi y Izumori, 1996) o de Aerobacter aerogenes (Anderson y Allison, 1965).
Ribosa isomerasa (EC 5.3.1.20)
La ribosa isomerasa tiene el número de nomenclatura EC 5.3.1.20. Esta enzima también puede ser denominada como D-ribosa isomerasa o D-ribosa cetol-isomerasa.
La expresión ribosa isomerasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir la D-ribosa en D-ribulosa y viceversa.
Una ribosa isomerasa mencionada en la presente memoria es capaz de actuar sobre la D-ribosa.
La D-ribosa isomerasa se ha encontrado en el organismo Mycobacterium smegmatis (Izumori et al,1975), desde donde puede ser clonado.
Ribulosa-5-fosfato de 3-epimerasa (EC 5.1.3.1)
La ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa tiene el número de nomenclatura EC 5.1.3.1. Esta enzima también puede ser denominada: pentosa-5-fosfato 3-epimerasa, fosfocetopentosa 3-epimerasa, fosfocetopentosa epimerasa, fosforribulosa epimerasa, ribulosa-fosfato 3-epimerasa; D-ribulosa 5-fosfato epimerasa; D-ribulosa fosfato-3epimerasa; D-ribulosa-5-P 3-epimerasa; D-xululosa-5-fosfato 3-epimerasa; eritrosa-4-fosfato isomerasa; ribulosa 5fosfato 3-epimerasa y xilulosa fosfato 3-epimerasa.
La expresión ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-ribulosa 5-fosfato en D-xilulosa 5-fosfato y viceversa.
Ejemplos de ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa adecuados para su uso como se describe en la presente memoria incluyen ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen RPE1 de S. cerevisiae; la secuencia de nucleótidos del gen RPE1 de la cepa D0002 de S. cerevisiae; la secuencia de nucleótidos del código de acceso del NCBI NP_012414 y la ribulosa-5-fosfato isomerasa de P. stipitis que se pueden encontrar en número de acceso del NCBI NP_012414.
Ribosa-5-fosfato isomerasa (EC 5.3.1.6)
La ribosa-5-fosfato isomerasa tiene el número de nomenclatura EC 5.3.1.6. Esta enzima también puede ser denominada como fosfopentoisomerasa, fosfopentosaisomerasa, fosfopentosisomerasa, fosforriboisomerasa, ribosa fosfato isomerasa, 5-fosforribosa isomerasa o D-ribosa-5-fosfato cetol-isomerasa.
La expresión ribosa-5-fosfato isomerasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir D-ribosa 5-fosfato en Dribulosa 5-fosfato y viceversa.
Ejemplos de ribosa-5-fosfato isomerasa adecuados para su uso como se describe en la presente memoria incluyen ribosa-5-fosfato cetol-isomerasa codificada por: la secuencia de nucleótidos del gen RKI1 de S. cerevisiae; la secuencia de nucleótidos del gen RKI1 de S. cerevisiae cepa D0002; la secuencia de nucleótidos del código de acceso del NCBI X94335; la secuencia de nucleótidos del código de acceso del NCBI NP_014738 y la ribosa-5fosfato isomerasa de P. stipitis que se puede encontrar en el número de acceso NC_009043.
Transcetolasa (EC 2.2.1.1)
La transcetolasa tiene el número de nomenclatura EC 2.2.1.1. Esta enzima también puede ser denominada como glicolaldehídotransferasa.
El término transcetolasa se refiere a una enzima que es capaz de convertir sedoheptulosa 7-fosfato + Dgliceraldehído 3-fosfato en D-ribosa 5-fosfato + D-xilulosa 5-fosfato y viceversa.
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