JP2010515465A - 微生物によって生成される有機化学物質の生成に対する耐性を高めるための組成物および方法 - Google Patents
微生物によって生成される有機化学物質の生成に対する耐性を高めるための組成物および方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる2007年1月12日に出願された米国仮特許出願第60/880,108号の、合衆国法典第35巻第119条の下の特典を請求するものである。
本明細書に開示する実施形態は、国立科学財団からの助成金BES0228584によって一部支援された。米国政府は、本発明を実施するためのある特定の権利を有し得る。
以下の図面は本明細書の一部分を形成し、特定の実施形態をさらに実証するために含める。これらの実施形態は、本明細書で示す具体的な実施形態の詳細な記載と組合せて、これらの図面の1つまたは複数を参照することによりさらに理解することができる。
本明細書で使用する「a」または「an」は、1つまたは2つ以上の事項を意味することができる。
コリスミ酸超経路は、細胞の生存に必要不可欠な主要代謝経路である。例えばコリスミ酸は、細胞の生存に必要とされる幾つかの芳香族アミノ酸(チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン)およびビタミン(葉酸、ユビキノン、およびメニキノン)に対する一般的な前駆体である。より特定の一例では、コリスミ酸合成の第一工程で活性がある3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム(aroF、aroG、aroH)は、下流で生成される芳香族アミノ酸プールの増大の有意なフィードバック阻害を示す。本明細書の一実施形態では、コリスミ酸超経路は3−HPストレスによって阻害することができ、これはコリスミ酸超経路の下流生成物を増殖培地に加えることによって部分的に緩和することができる。さらに特定の一実施形態では、下流生成物はシキミ酸であってよい。コリスミ酸由来のそれぞれの下流生成物の添加は、特異的増殖および最終細胞密度の少なくとも部分的な再生を示す。特定の一実施形態では、シキミ酸の添加は、野生型の増殖と比較して約20%の増殖再生をもたらすことができ、このことはシキミ酸の形成前に阻害が起こり、細胞内でアミノ酸およびビタミンプールの減少をもたらし得ることを示す。
本明細書で企図する範囲内の核酸は、当業者に知られている任意の技法によって作製することができる。核酸、特に合成オリゴヌクレオチドの例は、ホスホトリエステル、亜リン酸またはホスホラミダイト化学法を使用するin vitro化学合成、およびデオキシヌクレオシドH−ホスホン酸中間体を介した固相技法によって作製される核酸を含むことができる。特定の実施形態では、本明細書で企図する核酸配列を作製することができ、修飾することができる。修飾核酸配列の例は、PCR(商標)などの増幅反応またはオリゴヌクレオチドの合成の後に修飾することができる配列を含む。生物学的に生成される核酸の例は、細菌中の組換えDNAベクター生成などの、生存細胞中の組換え核酸生成を含む。
増幅は、所与の核酸配列の多数のコピーを作製するための反復プロセスにおいて有用であり得る。本発明の範囲内では、増幅は当技術分野で知られている任意の手段によって実施することができる。
プライマーは、本明細書では必要に応じて、鋳型依存的プロセスにおいて新生核酸の合成を促進することができる任意の核酸を包含することを意味する。典型的には、プライマーは約5〜100塩基対長のオリゴヌクレオチドであるが、さらに長い配列を利用することができる。プライマーは二本鎖または一本鎖形で与えることができる。
幾つかの実施形態では、当技術分野で知られている標準的方法を使用することによって、ゲル電気泳動を使用して、本明細書で同定または企図する成分を分離、部分的に精製、または精製することができる。
代替的に、クロマトグラフィー技法を利用して分離を実施することができる。使用することができる多くの種類のクロマトグラフィー、例えば吸着、分配、イオン交換およびモレキュラーシーブ、およびカラム、ペーパー、薄層およびガスクロマトグラフィーを含むそれらを使用するための多くの特殊な技法が存在する。
マイクロ流体技法は、ACLARA BioSciences Inc.により設計されたマイクロキャピラリー、またはCaliper Technologies Inc.により作製されたLabChip(商標)液体用集積回路などのプラットホーム上での分離を含む。これらのマイクロ流体用プラットホームは、他の分離技術によって必要とされるマイクロリットル体積とは対照的に、わずかナノリットル体積のサンプルを必要とする。遺伝子分析に関するプロセスの幾つかの小型化は、当技術分野で知られているマイクロ流体技法を使用して実施されている。
リポソーム配合物
本発明の特定の広義の実施形態では、オリゴまたはポリヌクレオチドおよび/または発現ベクターをリポソーム中に封入することができる。リポソームは、リン脂質二重層膜および内側の水性媒体によって特徴付けられる小胞構造である。多重膜リポソームは、水性媒体によって隔てられた多数の脂質層を有する。脂質成分は閉構造の形成前に自己再配列を経て、脂質二重層間の水および溶解溶質を捕捉する(GhoshおよびBachhawat、1991)。リポフェクタミン核酸複合体などのカチオン性脂質−核酸複合体も企図される。
部位特異的突然変異誘発は、根底のDNAの特異的突然変異誘発によって、個々のペプチド、または生物学的機能が等しいタンパク質もしくはペプチドの調製において有用な技法である。この技法は、1つまたは複数の前述の考慮事項を組み込んで、1つまたは複数のヌクレオチド配列の変化をDNAに導入することにより、配列変異体を調製および試験するのが容易な能力をさらに与える。部位特異的突然変異誘発は、望ましい突然変異のDNA配列、および十分な数の隣接ヌクレオチドをコードする特異的オリゴヌクレオチド配列の使用による突然変異体の生成を可能にして、横断する欠失接合部の両側に安定した二重鎖を形成するのに十分な大きさおよび配列複雑性のプライマー配列を与える。約15〜30ヌクレオチド長のプライマーを使用することができ、配列の接合部の両側の約5〜10残基を変化させることができる。
当業者に知られている発現系の例は、大腸菌などの細菌、ピキアパストリス(Pichia pastoris)などの酵母菌、バキュロウイルス、およびCosまたはCHO細胞中などの哺乳動物発現系を含む。完全な遺伝子を発現させることが可能であり、または代替的に、ポリペプチドの一部分をコードする遺伝子の断片を生成することができる。
微生物のアミノ酸調節コード領域は、微生物による有機酸の生成または生成に対する耐性を増大させるのに重要であり得ることは、本明細書において企図される。1つの例示的な方法では、チロシン生合成酵素をコードする遺伝子領域、およびチロシン生成に関与する遺伝子のリプレッサーをコードする遺伝子領域を操作して、微生物による有機酸の生成または生成に対する耐性を増大させることができる。
細菌、プラスミド、および培地
幾つかの方法は、ゲノムDNAの調製に使用した野生型大腸菌K12(ATCC#29425)に関する。ゲノムライブラリーはpSMART−LCKAN(Lucigen,Middleton,WI)を使用して構築した。ライブラリーは前に詳述した選択用に大腸菌株Mach1−T1(登録商標)(Invitrogen,Carlsbad,CA.)中に導入した。pSMART−LCKAN空ベクターを含むMach1−T1(登録商標)を全ての対照試験に使用した。増殖曲線はMOPS最少培地で作製した。この実施例では、抗生物質濃度は20ugカナマイシン/mLであった。
大腸菌K12の培養物を、600nmでの吸光度(OD600)により測定した1.0の光学濃度まで、37℃において500mlのLB中で一晩培養した。DNAは製造者の説明書に従いゲノムDNA精製キット(例えばQiagen)を使用して抽出した。50ugの精製ゲノムDNAを含む5つのサンプルを、2つの平滑末端切断制限酵素:AluIおよびRsaI(例えばInvitrogen)を使用して消化した。両方の酵素が4塩基対認識配列を有し、これらはタンデムに使用してゲノムDNAのランダムな消化を確実にする。消化反応は50uLの合計体積で実施した。反応混合物は1単位のRsal、1単位のAlul、50mMのトリス−HCl(pH8.0)、および10mMのMgCl2を含んでおり、それぞれ1、2、5、10、および15分間37℃においてインキュベートした。部分的に消化したDNAをすぐに混合し、アガロースゲル電気泳動を使用して大きさに基づいて分離した。0.5、1、2、4kb、および8kbを超えるDNA断片をゲルから切除し、ゲル抽出キット(例えばQiagen)を用いて精製した。
およびSR2
プライマーを使用するPCRを、0.5、1、および2kbpの挿入ライブラリー由来の8個のクローンに実施した。酵素EcorVを用いた制限酵素による消化は、2、4、および8kbpの挿入ライブラリー由来の8個のクローンに実施した。電気泳動による検査は、必要とされる数のコロニーは固有表現のために予想サイズの挿入体を含んでおり、キメラは存在しなかったことを示した。
それぞれのライブラリーから精製したプラスミドDNAを、エレクトロポレーションによってMACH1(商標)−T1(登録商標)(Invitrogen)に導入した。MACH1(商標)−T1(登録商標)培養物は、1011個の細胞/mlの最終濃度まで氷上での標準的なグリセロール洗浄手順によってエレクトロコンピテントにした(Sanbrook et al.)。元の形質転換の1/1000の体積を三連でLB+カナマイシンに平板培養して、形質転換効率および適切な形質転換体の数を決定した。元の培養物を組合せて、MOPS最少培地+カナマイシンを含む100mlに希釈し、0.20のOD600に達するまで6時間37℃においてインキュベートした。
1つの例示的な方法では、4つの例示的なゲノムライブラリーを、1、2、4、および8kbの明確な挿入サイズを有する大腸菌K12ゲノムDNAから作製した。形質転換ライブラリーの混合物は、10MのNaOHでpH7に中和した1Lの3−HP(TCI America)当たり20gの最終濃度で、2本の15mLスクリューキャップチューブに等分した。選択培養物の細胞密度を、それらが0.3〜0.4の最終OD600に近づくときモニタリングした。元の選択培養物を後に使用して、反復バッチ選択戦略の一部として他の一連の15mLのMOPS最少培地+カナマイシン+3−HPを接種した。3−HPを含む反復バッチ培養物をモニタリングして、60時間の間接種して3−HPの存在下で増大した増殖を示すクローンの濃度を高めた。1mLの選択集団を選択プレートおよびそれぞれのバッチに平板培養することによって、サンプルを採取した。プラスミドDNAをそれぞれのサンプルから抽出し、次いで、Affymetrix大腸菌アンチセンス遺伝子チップ(登録商標)アレイ(Affymetrix,Santa Clara,CA)とハイブリダイズさせた。
ソフトウェアパッケージ、SCALEソフトウェアパッケージ、(その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる、2005年9月20日に出願された米国特許出願第11/231,018号)を使用することによって、データ解析を完了した。特定のゲノム要素からの適合貢献度を、以前に記載されたように(その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれる、Lynch,M.,Warnecke,TE,Gill,RT,SCALEs:multiscale analysis of library enrichment.Nature Methods,2007,4(87-93))、選択集団の一部分としてそれぞれの領域の濃縮から計算した。遺伝要素とそれらの対応する適合性を、次いでそれらのEcoCyc分類(ecocyc.org)に基づいて代謝経路によって分離した。この適合性マトリクスを使用して、選択集団において見られた経路の適合性(W)と濃縮頻度の両方を計算した。
Mach1−T1(登録商標)+pSMARTLC−KANの一晩培養物を5mLのLB+カナマイシンに接種した。サプリメント(表1)および一晩培養物由来の15mLMOPS最少培地+カナマイシン+3−HPを含む15mLスクリューキャップチューブ中への接種によって増殖曲線を構築した。培養物は37℃においてインキュベートし、光学濃度はOD600>0.2までモニタリングした。次いで培養物を正確なOD600=0.2まで希釈し、これらを使用して0.40の最初の光学濃度まで15mLMOPS最少培地+カナマイシン+3−HP(pH=7.0)を含む培養物を接種して、静止期中の増殖の影響を最小にした。最少培地中の微好気的増殖の全範囲で、または最終OD6000.5〜0.6まで、光学濃度をモニタリングおよび記録した。増殖パラメータは、特異的増殖、増殖期の全盛時におけるOD600(約14時間)、および最大増殖期の終結時におけるOD600、および最終OD600(24時間)に関して評価した。特定の中間体の制約に対処するために、関連するコリスミ酸経路のサプリメントを表1中に挙げる最終濃度まで加えた。
上流aroFpプロモーターおよびrho−非依存性転写ターミネーターを含むように設計したプライマーを用いるPCRを使用して、aroF−tyrA領域に対応する大腸菌K12ゲノムDNAを増幅した。精製、断片化DNAとpSMART−カナマイシンベクターの連結は、製造者の説明書に従いCloneSMARTキット(Lucigen,Middleton,WI)を用いて実施した。次いで連結生成物はケミカルコンピテントMACH1−T1R(Invitrogen,Carlsbad,CA)に形質転換し、LB+カナマイシンに平板培養し、24時間37℃においてインキュベートした。陽性形質転換体の挿入を確認するために、プラスミドをQiagen(Valencia,CA)からのQiaprep Spin MiniPrepキットを使用してクローンから単離し、塩基配列決定した(Macrogen、韓国)。
1つの例示的な方法では、選択は60時間の3−HPの減少勾配で8個の連続移動式バッチにおいて実施した。最初の集団はMACH1−TRに形質転換した5つの例示的な大腸菌K12ゲノムライブラリーからなっており、微好気的状態(OD600〜0.2)に対応する指数中期まで培養した。バッチ移動時間は、栄養制限された選択環境を避けるために必要に応じて調整する変数パラメータとして維持した。サンプルは前に記載したように選択中のそれぞれのバッチの全盛時に採取し、SCALEソフトウェアでさらに分析して、マイクロアレイシグナルを対応するライブラリークローンに分解し、経時的な特定領域の相対的濃縮を計算した。このようにして、ゲノム規模での適合性(ln(Xi/Xi0))を、工業的関連がある有機酸である3−HPの存在下での選択に関する領域特異的濃縮パターンに基づいて測定した。
これらの発見を確認するために、コリスミ酸の下流で合成された産物を培養培地に補充した。それぞれの産物の添加は増殖を個別に刺激し、阻害はコリスミ酸の合成時、または合成前に起こることをさらに確認した(図3B)。図3Bは増殖の確認を表す:コリスミ酸の下流産物の添加は、特異的増殖の増大(黒色)および増殖期の全盛時OD600の増大(グレー)によって確認した増殖の阻害を部分的に軽減する。しかしながら、幾つかの下流産物(チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン)の補充の増大は、コリスミ酸超経路に対して最初に働く工程のフィードバック阻害をもたらし、したがってユビキノン、メニキノン、およびテトラヒドロ葉酸を含む他の下流産物の形成を減らし、かつ関連する増殖の利点を制限するはずである。ここでは、3−HPの不存在下での増殖培地へのコリスミ酸誘導体の添加は、特異的増殖または最終細胞密度に対してほとんど〜全く有益な影響がなく、補充は3−HP依存性であることをさらに確認した。観察した阻害をさらに調べるために、主なコリスミ酸経路の中間体であるシキミ酸を細胞外に供給し、特異的増殖の20%の増大をもたらした(図3B)。
SCALE法を使用することによって、3−HPの存在下で増殖の阻害を軽減するための幾つかの遺伝的標的を同定している。具体的には、図2中に示すように、tyrA−aroFオペロンのコピーの増大は選択中に有意な濃縮をもたらし、この遺伝領域は魅力的な標的となる。tyrA−aroFオペロンを含むクローンを構築し、20g/Lの3−HPの存在下で培養した。この領域のコピーの増大は増殖の阻害を部分的に軽減し、特異的増殖の15%の増大をもたらす。この領域は有意な適合性の獲得を示した一方で、チロシンおよびフェニルアラニン生成の関連した増大はコリスミ酸経路中の最初の工程を阻害した。この固有の制御を回避するための1つの方法は、下流産物の増大したプールの存在下で活性を維持しながらE−4−Pの変換を増大し、これによってコリスミ酸経路の必要な副産物の合成障害による増殖の阻害を軽減する、誘導性フィードバック耐性aroH突然変異体を得ることであった。20g/Lの3−HPの存在下でのaroH突然変異体の増殖は、特異的増殖の有意な増大をもたらした。さらに、M9最少培地中の3−HPの24時間の最小阻害濃度(24時間での目に見える増殖を停止させるための最小濃度)は、ベクター対照の25g/LからこのaroH突然変異体を発現する大腸菌クローンの40g/Lまで増大した。本明細書の特定の実施形態では、微生物における3−HP生成の耐性を増大させるために、aroH突然変異体は単独で、または他の遺伝子操作または選択と組合せて有用であり得ることが企図される。
Claims (31)
- 微生物による3−ヒドロキシプロピオン酸(3-HP)に対する耐性を増大させるための組成物であって、微生物のコリスミ酸超経路を調節することができる1つまたは複数の化合物を含み、コリスミ酸超経路の調節が3−HPの耐性を増大させる組成物。
- コリスミ酸超経路の中間体を含む、請求項1に記載の組成物。
- コリスミ酸超経路に対する前駆体を含む、請求項1に記載の組成物。
- コリスミ酸超経路中の流れの調節を含む、請求項1に記載の組成物。
- コリスミ酸、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、葉酸、ユビキノン、メニキノン、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム、シキミ酸の1つまたは複数から選択される化合物またはこれらの混合物をさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記化合物が微生物中のコリスミ酸超経路の酵素を誘導する、請求項1に記載の組成物。
- 前記化合物がコリスミ酸超経路を調節することができる遺伝要素を有するベクターを含む、請求項1に記載の組成物。
- D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物から選択されるコリスミ酸超経路の1つまたは複数の中間体を含む、請求項2に記載の組成物。
- D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物から選択されるコリスミ酸超経路の1つまたは複数の前駆体を含む、請求項3に記載の組成物。
- D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物から選択されるコリスミ酸超経路の1つまたは複数の中間体の細胞内レベルを変化させることができる、請求項1に記載の組成物。
- D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物から選択されるコリスミ酸超経路の1つまたは複数の前駆体の細胞内レベルを変化させることができる、請求項1に記載の組成物。
- コリスミ酸、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、葉酸、ユビキノン、メニキノン、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム、シキミ酸、D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、またはユビキノン−8の1つまたは複数から選択される化合物またはこれらの混合物もしくはこれらの組合せをさらに含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記化合物が微生物中のコリスミ酸超経路の酵素を調節する、請求項1に記載の組成物。
- 前記化合物が、コリスミ酸超経路の代謝産物を変化させることができる1つまたは複数の遺伝要素を有するベクターを含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記化合物が、コリスミ酸超経路中の代謝産物を変化させることができる遺伝的変化を誘導する、請求項1に記載の組成物。
- 微生物による3−ヒドロキシプロピオン酸(3-HP)の生成を増大させるための組成物であって、3−HPに対する微生物の耐性を増大させることができる1つまたは複数の化合物を含み、少なくとも30g/Lまで耐性を誘導する組成物。
- 微生物による有機酸の生成または生成に対する耐性を増大させるための方法であって、微生物中のコリスミ酸超経路を調節することを含む方法。
- 微生物中のコリスミ酸超経路の調節が、コリスミ酸超経路を調節することができる微生物に化合物を導入することを含む、請求項17に記載の方法。
- 微生物による有機酸の生成に対する耐性を増大させるための方法であって、
a)微生物によるコリスミ酸超経路の中間体を調節することができる1つまたは複数の化合物を得ることであって、コリスミ酸超経路の誘導が微生物による有機酸の生成および/または有機酸に対する耐性を増大させることと、
b)微生物の培養物に化合物を導入することと
を含む方法。 - 前記有機酸が3−HPおよび任意選択により1つまたは複数の3,3−ジオキシプロピオン酸およびアクリル酸の混合物を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記化合物がコリスミ酸、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、葉酸、ユビキノン、メニキノン、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム、シキミ酸、D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物の1つまたは複数から選択される、請求項19に記載の方法。
- 有機酸が3−HP、および任意選択により1つまたは複数の3,3−ジオキシプロピオン酸およびアクリル酸の混合物を含む、請求項19に記載の方法。
- 微生物による有機酸の生成に対する耐性を増大させるための方法であって、
a)微生物によるコリスミ酸超経路の前駆体を調節することができる1つまたは複数の化合物を得ることであって、コリスミ酸超経路の誘導が微生物による有機酸に対する耐性を増大させることと、
b)微生物の培養物に化合物を導入することと
を含む方法。 - 有機酸が3−HP、および任意選択により1つまたは複数の3,3−ジオキシプロピオン酸およびアクリル酸の混合物を含む、請求項23に記載の方法。
- 微生物による3−ヒドロキシプロピオン酸(3-HP)の生成を増大させるための方法であって、微生物の培養物を、コリスミ酸超経路の化合物またはコリスミ酸超経路を調節することができる化合物を1つまたは複数含む組成物と接触させることを含む方法。
- 化合物が、コリスミ酸超経路を調節することができる1つまたは複数の遺伝要素を有するベクターを含む、請求項25に記載の方法。
- 微生物による3−ヒドロキシプロピオン酸(3-HP)の生成および/または耐性を増大させるための方法であって、微生物中のコリスミ酸超経路を遺伝子操作することを含む方法。
- 微生物中のコリスミ酸超経路の遺伝子操作が、新たな遺伝物質を導入するためのベクターを加えることによる、微生物中のコリスミ酸超経路に関与する1つまたは複数の遺伝子の遺伝子発現の改変;既存の遺伝物質の遺伝子の挿入、破壊または除去;遺伝物質の突然変異、またはこれらの2つ以上の組合せから選択される、請求項27に記載の方法。
- 遺伝子の挿入が、コリスミ酸、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、葉酸、ユビキノン、メニキノン、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム、シキミ酸、D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物の1つまたは複数の細胞内レベルを調節することを含む、請求項27に記載の方法。
- 微生物における有機酸の生成に対する耐性を増大させるためのキットであって、微生物のコリスミ酸超経路を調節することができる1つまたは複数の化合物、および1つまたは複数の容器を含み、1つまたは複数の前記化合物が有機酸に対する耐性を増大させることができるキット。
- 1つまたは複数の前記化合物がコリスミ酸、チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン、葉酸、ユビキノン、メニキノン、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸シンターゼ(DAHPS)アイソザイム、シキミ酸、D−エリスロース−4−リン酸、3−デオキシ−D−アラビノ−ヘプツロソン酸−7−リン酸、3−デヒドロキナ酸、3−デヒドロ−シキミ酸、シキミ酸、シキミ酸−3−リン酸、5−エノールピルビル−シキミ酸−3−リン酸、コリスミ酸、イソコリスミ酸、プレフェン酸、フェニルピルビン酸、パラ−ヒドロキシフェニルピルビン酸、L−フェニルアラニン、L−チロシン、2,3−ジヒドロ−2,3−ジヒドロキシ安息香酸、2,3−ジヒドロキシ安息香酸、エンテロバクチン、2−スクシニル−6−ヒドロキシ−2,4−シクロヘキサジエン−l−カルボキシレート、o−スクシニル安息香酸、o−スクシニルベンゾイル−coA、1,4−ジヒドロキシ−2−ナフトエート、メナキノン、アントラニル酸、N−(5’−ホスホリボシル)−アントラニル酸、1−(o−カルボキシフェニルアミノ)−1’−デオキシリボース−5’−リン酸、インドール−3−グリセロール−リン酸、インドール、L−トリプトファン、4−アミノ−4−デオキシコリスミ酸、パラ−アミノ安息香酸、7,8−ジヒドロプテロエート、7,8−ジヒドロ葉酸、テトラヒドロ葉酸、4−ヒドロキシ安息香酸、3−オクタプレニル−4−ヒドロキシ安息香酸、2−オクタプレニルフェノール、2,2−オクタプレニル−6−ヒドロキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシフェノール、2−オクタプレニル−6−メトキシ−1,4−ベンゾキノン、2−オクタプレニル−3−メチル−6−メトキシ1,4−ベンゾキノン、3−デメチルユビキノン−8、ユビキノン−8またはこれらの2つ以上の組合せもしくは混合物から選択される、請求項30に記載のキット。
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