JP2011509691A - 合成ガスまたは他のガス状炭素源およびメタノールを利用するための方法および生物体 - Google Patents
合成ガスまたは他のガス状炭素源およびメタノールを利用するための方法および生物体 Download PDFInfo
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Abstract
Description
2CO2+4H2+nADP+nPi→CH3COOH+2H2O+nATP
したがって、Wood−Ljungdahl経路を有する天然に存在しない微生物は、アセチルCoAおよび他の所望の生成物の生成のためにCO2およびH2混合物も利用することができる。
合成ガス発酵のための生物体および経路
この実施例では、合成ガスを利用することができる生物体および例示的な経路について記載する。
合成ガスの利用の検討に供する生物体の1つの種類は、72℃と高い温度に耐えることができるという理由から好熱性アセテート生成菌であり、これにより、汚染問題が低減し、蒸留によるブタノールなどの生成物の分離に伴う加熱コストが低くなるであろう。しかし、合成ガスからのアルコール生成は、好熱生物においていまだ実証されておらず、それらの主要な生成物は、水素、アセテートおよび/またはH2Sである。酢酸生成好熱性細菌の倍加時間も中温性アセテート生成菌より長かった。したがって、初期の試験は、これらの生物体が最も速い倍加時間を有し、合成ガスからアルコールを生成することが示されたので、ブタノールなどの望まれる生成物の生成用の中温性アセテート生成菌に焦点が絞られる。初期の特徴付けは、Clostridium ljungdahliiおよびClostridium carboxidivoransにおいて実施されている。全ての合成ガス利用生物体のうち、C.ljungdahliiは、その代謝能および至適発酵条件に関する実質的な一連の知識を保有する。C.carboxidivoransは、合成ガスでの増殖中に少量のブタノールを天然で生成することが示された(Henstraら、Curr. Opin. Biotechnol.、18巻、200〜206頁(2007年))。
アセテート生成菌は、以下のようにWood−Ljungdahl経路によりCO2をさらにアセテートに変換することによりレドックスバランスも維持しながら、グルコースのアセテートへの変換からより多くのエネルギーを取り出す。
多くのアセテート生成菌は、必要な還元当量を供給するために水素が存在する限り、グルコースの不在下でもWood−Ljungdahl経路によりCO2の存在下で増殖することができるので、上式の係数nは、この変換がエネルギー発生活動であることを意味している。
図3に示すWood−Ljungdahl経路は、それぞれNa+またはH+依存性ATPシンターゼによりATPを生成し得るNa+またはH+のイオン勾配の形成と連結している(Muller、Appl. Environ. Microbiol.、69巻、6345〜6353頁(2003年))。これらの公知の形質転換に基づいて、アセテート生成菌は、唯一の炭素およびエネルギーの源としてCOを利用する能力も有する。特に、COは、酸化されて、還元当量およびCO2を生成するか、または後にバイオマスもしくはアセテートに変換されるアセチルCoAへと直接同化され得る。
しかし、還元当量の要件を満たすのに十分な水素が存在する場合に、より高いアセテートの収率を達成することができる。
図3によれば、アセチルCoAによるアセテートの生成は、1つのATP分子を生成させるが、アセチルCoAからのエタノールの生成はそれを生成させず、2つの還元当量を必要とする。したがって、合成ガスからのエタノールの生成は、アセテートの生成が存在しない場合には細胞の増殖に十分なエネルギーを発生すると予想されない。しかし、特定の条件下では、Clostridium ljungdahliiは合成ガスから主としてエタノールを生成し(Klassonら、Fuel、72巻、1673〜1678頁(1993年))、以下の経路
2CO2+6H2→CH3CH2OH+3H2O
6CO+3H2O→CH3CH2OH+4CO2
2CO+4H2→CH3CH2OH+H2O
のある組合せは、実際に細胞増殖を支えるのに十分なエネルギーを発生することが示唆される。R.rubrumなどの水素生成細菌もCOおよび水の水素への変換によりエネルギーを発生することもできる(図3を参照)(Sipmaら、Crit. Rev. Biotechnol.、26巻、41〜65頁(2006年))。重要なメカニズムは、エネルギー変換ヒドロゲナーゼ(ECH)およびCOデヒドロゲナーゼの協調作用である。COデヒドロゲナーゼは、COからの電子を供給し、これが次に、活性がエネルギー発生プロトントランスロケーションに連結される、ECHによりプロトンをH2に還元するのに用いられる。正味の結果は、水性ガス転化反応によるエネルギーの発生である。
合成ガスの利用のための微生物株の設計およびモデリング
この実施例では、合成ガスからの所望の生成物の生成のための例示的な微生物株の設計について記載する。
標的生物体の遺伝的ツールの開発
この実施例では、標的生物体の遺伝子操作および設計製作されたツールの開発について記載する。
Rhodospirillum rubrumの遺伝的評価
この実施例では、合成ガスの利用のための生物体としてのRhodospirillum rubrumの遺伝的ツールの開発について記載する。
合成ガスからのブタノールの生成のための微生物の設計製作
この実施例では、合成ガスからのブタノール構成物の生成のための微生物の設計製作について記載する。
12CO+5H2O→8ATP+8CO2+1C4H10O
4CO+8H2→4ATP+3H2O+1C4H10O
4CO2+12H2→2ATP+7H2O+1C4H10O
糖からブタノールへ:
1C6H12O6→2ATP+2CO2+1H2O+C4H10O
1.2C5H10O5→1.7ATP+2CO2+1H2O+C4H10O
バイオマスのガス化では最適には1:1のCO対H2の比が得られことを考慮すると、1モルのブタノールの生成には12モルのCO+H2が必要である。重要なことに、合成ガスのブタノールへの発酵による変換は、エネルギー発生活動であり、したがって、生成物の高い収率で細胞増殖を支持する。さらに、最初の計算で、基質の費用は、必要とする等価量の糖より安価であることが明らかになっている。
合成ガス発酵プロセスの開発および最適化
この実施例では、合成ガス発酵プロセスの開発および最適化について記載する。商業規模生成における目標収率を実証し、最適化するために、標準の合成ガスを用いた実験室規模の合成ガス発酵を行う。
合成ガス利用微生物を発生させるための最小限の遺伝子セット
この実施例では、特に所望の生成物を生成するために合成ガスを天然では利用しない微生物における、合成ガス利用微生物の発生のための最小限の遺伝子/タンパク質セットの決定について記載する。
合成ガス利用微生物を発生させるための遺伝子セット
この実施例では、合成ガス利用微生物を発生させるための例示的な遺伝子セットについて記載する。
コリノイド−鉄−硫黄タンパク質(AcsD)
ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質(AcsF)
フェレドキシン(Orf7)
アセチルCoAシンターゼ(AcsBおよびAcsC)
一酸化炭素デヒドロゲナーゼ(AcsA)
ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質(CooC)
一酸化炭素デヒドロゲナーゼ/アセチルCoAシンターゼ活性に必要な遺伝子は、延長オペロンであり得る天然ゲノムの限られた領域に典型的には存在する(Mortonら、J. Biol. Chem.、266巻、23824〜23828頁(1991年);Ragsdale、Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol.、39巻、165〜195頁(2004年);Robertsら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、86巻、32〜36頁(1989年))。アセテート生成菌M.thermoaceticaのこのオペロンにおける遺伝子はそれぞれ既にクローニングされ、E.coli中で活発に発現した(Luら、J. Biol. Chem.、268巻、5605〜5614頁(1993年);Mortonら、前出、1991年;Robertsら、前出、1989年)。これらの遺伝子のタンパク質配列は、以下のGenBankアクセッション番号により特定することができる。
微生物への合成ガス利用経路の設計製作
この実施例では、合成ガス利用経路を含むように微生物を設計製作することについて記載する。
合成ガスおよびメタノールからアセチルCoAを生成するための経路
この実施例では、合成ガス(synthesis gas (syngas))およびメタノールを利用してアセチルCoAを生成するための例示的な経路について記載する。
メタノールおよび合成ガスを利用する微生物を生成するための遺伝子セット
この実施例では、メタノールおよび合成ガスを利用する微生物を生成するための例示的な遺伝子セットについて記載する。
コリノイド−鉄−硫黄タンパク質(AcsD)
ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質(AcsF)
フェレドキシン(Orf7)
アセチルCoAシンターゼ(AcsBおよびAcsC)
一酸化炭素デヒドロゲナーゼ(AcsA)
ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質(CooC)
一酸化炭素デヒドロゲナーゼ/アセチルCoAシンターゼ活性に必要な遺伝子は、延長オペロンであり得る天然ゲノムの限られた領域に典型的には存在する(Mortonら、J. Biol. Chem.、266巻、23824〜23828頁(1991年);Ragsdale、Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol.、39巻、165〜195頁(2004年);Robertsら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、86巻、32〜36頁(1989年))。アセテート生成菌M.thermoaceticaのこのオペロンにおける遺伝子はそれぞれ既にクローニングされ、E.coli中で活発に発現した(Luら、J. Biol. Chem.、268巻、5605〜5614頁(1993年);Mortonら、前出、1991年;Robertsら、前出、1989年)。これらの遺伝子のタンパク質配列は、以下のGenBankアクセッション番号により特定することができる。
生物体を設計製作して合成ガスおよびメタノールからアセチルCoAを生成するための遺伝子およびコードされる酵素に関するクローニング、発現および活性のアッセイ
この実施例では、合成ガスおよびメタノールを利用する生物体をもたらす酵素をコードする遺伝子のクローニングおよび発現について記載する。
合成ガスおよびメタノールを利用するように設計製作した生物体からアセチルCoAを生成するための発酵プロセスの開発および最適化
この実施例では、合成ガスおよびメタノールを利用する生物体の発酵条件の開発および最適化について記載する。
COおよび嫌気性培養物を取り扱うための方法
この実施例では、COおよび嫌気性培養物を取り扱うための方法について記載する。
CO酸化(CODH)アッセイ
この実施例では、CO酸化(COデヒドロゲナーゼ;CODH)を測定するためのアッセイ法について記載する。
アセチルCoAシンターゼ(ACS)の活性アッセイ(CO交換アッセイ)
この実施例では、ACSのアッセイ法について記載する。
アセチルCoAの合成およびメチルトランスフェラーゼアッセイ
この実施例では、アセチルCoAの合成およびメチルトランスフェラーゼアッセイについて記載する。
E.coliのCO耐性実験およびCO濃度アッセイ(ミオグロビンアッセイ)
この実施例では、高濃度のCOに対するE.coliの耐性について記載する。
4−ヒドロキシブチレートおよび1,4−ブタンジオールを生成するための例示的な経路
この実施例では、アセチルCoAから4−ヒドロキシブチレートおよび1,4−ブタンジオールを生成するための例示的な経路について記載する。
4−ヒドロキシブチレート:C6H12O6+1.5O2→C4H8O3+2CO2+2H2O
1,4−ブタンジオール:C6H12O6→C4H10O2+CH2O2+CO2
一方、そのより単純な成分、COおよびH2へのグルコースのガス化、次に本明細書に記載する経路を使用する、4−ヒドロキシブチレート、および1,4−ブタンジオールへのそれらの変換は、以下の最大理論収率をもたらす:
4−ヒドロキシブチレート:6CO+6H2→1.333C4H8O3+0.667CO2+0.667H2O
1,4−ブタンジオール:6CO+6H2→1.091C4H10O2+1.636CO2+0.545H2O
グルコースのガス化は、6モルのCOおよび6モルのH2を最大で与えることができることに留意されたい。合成ガスからの4−ヒドロキシブチレート、および1,4−ブタンジオールの最大理論収率は、以下に記載するようなメタノールの添加によってさらに高めることができる:
4−ヒドロキシブチレート:CH4O+6CO+6H2→1.667C4H8O3+0.333CO2+1.333H2O
1,4−ブタンジオール:CH4O+6CO+6H2→1.364C4H10O2+1.545CO2+1.182H2O
4−ヒドロキシブチレート:2CH4O+6CO+6H2→2C4H8O3+2H2O
1,4−ブタンジオール:2CH4O+6CO+6H2→1.636C4H10O2+1.455CO2+1.818H2O
したがって、本明細書に記載する生物体および変換経路は、炭水化物を4−ヒドロキシブチレート、または1,4−ブタンジオールに変換する有効な手段をもたらすことは明らかである。
Claims (191)
- 天然に存在しない微生物であって、COおよびH2をアセチル補酵素A(アセチルCoA)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCOおよびH2をアセチルCoAに変換する能力を欠く微生物。
- 前記1つまたは複数の外因性タンパク質が、コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼから選択される、請求項1に記載の天然に存在しない微生物。
- コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼがそれぞれ発現される、請求項2に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、COおよびH2を含む合成ガスをアセチル補酵素A(アセチルCoA)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCOおよびH2をアセチルCoAに変換する能力を欠く微生物。
- 前記合成ガスがCO2をさらに含む、請求項4に記載の天然に存在しない微生物。
- 1つまたは複数の外因性タンパク質が、コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼから選択される、請求項5に記載の天然に存在しない微生物。
- コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼがそれぞれ発現される、請求項6に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、CO2およびH2をアセチル補酵素A(アセチルCoA)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCO2およびH2をアセチルCoAに変換する能力を欠く微生物。
- 前記1つまたは複数の外因性タンパク質が、コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼから選択される、請求項8に記載の天然に存在しない微生物。
- コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼがそれぞれ発現される、請求項9に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、COおよびH2をメチルテトラヒドロ葉酸(メチルTHF)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCOおよびH2をメチルTHFに変換する能力を欠く微生物。
- 前記1つまたは複数の外因性タンパク質が、フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼから選択される、請求項11に記載の天然に存在しない微生物。
- フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼがそれぞれ発現される、請求項12に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、COおよびH2を含む合成ガスをメチルテトラヒドロ葉酸(メチルTHF)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCOおよびH2をメチルTHFに変換する能力を欠く微生物。
- 前記合成ガスがCO2をさらに含む、請求項14に記載の天然に存在しない微生物。
- 1つまたは複数の外因性タンパク質が、フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼから選択される、請求項15に記載の天然に存在しない微生物。
- フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼがそれぞれ発現される、請求項16に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、CO2およびH2をメチルテトラヒドロ葉酸(メチルTHF)に変換する経路を前記微生物に付与する1つまたは複数の外因性タンパク質を含み、前記1つまたは複数の外因性タンパク質の不在下でCO2およびH2をメチルTHFに変換する能力を欠く微生物。
- 前記1つまたは複数の外因性タンパク質が、フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼから選択される、請求項18に記載の天然に存在しない微生物。
- フェレドキシンオキシドレダクターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロデヒドラターゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼがそれぞれ発現される、請求項19に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物であって、CO2、COおよびH2、またはそれらの組合せからアセチルCoAを生成する遺伝子改変がない前記微生物と比べて、CO2、COおよびH2、またはそれらの組合せからアセチルCoAを生成する効率の増加を前記微生物に付与する遺伝子改変を含み、CO2、COおよびH2、またはそれらの組合せをアセチルCoAに変換する経路を含む微生物。
- 前記遺伝子改変が1つまたは複数の外因性タンパク質をコードする1つまたは複数の核酸分子の発現を含み、それによって前記1つまたは複数の外因性タンパク質の発現がCO2、COおよびH2、またはそれらの組合せからアセチルCoAを生成する効率を高める、請求項21に記載の天然に存在しない微生物。
- 前記1つまたは複数の外因性タンパク質が、コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼから選択される、請求項22に記載の天然に存在しない微生物。
- コバラミドコリノイド/鉄−硫黄タンパク質、メチルトランスフェラーゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、アセチルCoAシンターゼ、アセチルCoAシンターゼジスルフィドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼがそれぞれ発現される、請求項23に記載の天然に存在しない微生物。
- 天然に存在しない微生物の生物体であって、アセチル補酵素A(アセチルCoA)を生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含むアセチルCoA経路を有する微生物の生物体を含み、前記アセチルCoA経路が、メタノール−メチルトランスフェラーゼおよびアセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼを含む微生物の生物体。
- 前記アセチルCoA経路が、CO2、COもしくはH2、またはそれらの組合せ、およびメタノールをアセチルCoAに変換する能力を付与する、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記メタノール−メチルトランスフェラーゼが、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼから選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記アセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質から選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記メタノール−メチルトランスフェラーゼが、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼから選択される酵素またはタンパク質を含み、前記アセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質から選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする2つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする3つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする4つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする5つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする6つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする7つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする8つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする9つの外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする10個の外因性核酸を含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記10個の外因性核酸が、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼを含むメタノールメチルトランスフェラーゼをコードし、ならびにメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質を含むアセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼをコードする、請求項38に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記少なくとも1つの外因性核酸が異種の核酸である、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 実質的に嫌気性の培地中にある、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼをさらに含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが外因性核酸によってコードされる、請求項42に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- ヒドロゲナーゼをさらに含む、請求項25に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記ヒドロゲナーゼが内因性核酸によってコードされる、請求項44に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記ヒドロゲナーゼが外因性核酸によってコードされる、請求項44に記載の天然に存在しない微生物の生物体。
- アセチルCoAを生成する方法であって、アセチルCoA経路を有する天然に存在しない微生物の生物体を培養する工程を含み、前記経路が、アセチルCoAを生成する条件下およびアセチルCoAを生成するのに十分な期間、アセチルCoAを生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含み、前記アセチルCoA経路が、メタノール−メチルトランスフェラーゼおよびアセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼを含む方法。
- 前記メタノール−メチルトランスフェラーゼが、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼから選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記アセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質から選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記メタノール−メチルトランスフェラーゼが、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼから選択される酵素またはタンパク質を含み、前記アセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質から選択される酵素またはタンパク質を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記天然に存在しない微生物の生物体が実質的に嫌気性の培地中に存在する、請求項47に記載の方法。
- 前記天然に存在しない微生物の生物体が、CO2、COまたはH2、またはそれらの組合せ、およびメタノールの存在下で培養される、請求項51に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする2つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする3つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする4つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする5つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする6つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする7つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする8つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする9つの外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記微生物の生物体が、それぞれアセチルCoA経路の酵素またはタンパク質をコードする10個の外因性核酸を含む、請求項47に記載の方法。
- 前記10個の外因性核酸が、メタノールメチルトランスフェラーゼ、コリノイドタンパク質およびメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼを含むメタノールメチルトランスフェラーゼをコードし、ならびにメチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼおよびニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質を含むアセチルCoAシンターゼ/一酸化炭素デヒドロゲナーゼをコードする、請求項61に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの外因性核酸が異種の核酸である、請求項47に記載の方法。
- 前記天然に存在しない微生物の生物体がピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが外因性核酸によってコードされる、請求項64に記載の方法。
- 前記天然に存在しない微生物の生物体がヒドロゲナーゼをさらに含む、請求項47に記載の方法。
- 前記ヒドロゲナーゼが内因性核酸によってコードされる、請求項66に記載の方法。
- 前記ヒドロゲナーゼが外因性核酸によってコードされる、請求項66に記載の方法。
- 前記天然に存在しない微生物の生物体が、ニトレートの存在下で培養される、請求項51に記載の方法。
- 天然に存在しない微生物の生物体であって、4−ヒドロキシブチレート(4−hydroxybutryate)を生成するのに十分な量で発現される4−ヒドロキシブチレート(4−hydroxybutryate)経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含む4−ヒドロキシブチレート(4−hydroxybutryate)経路を有する微生物の生物体を含み、前記4−ヒドロキシブチレート(4−hydroxybutryate)経路の酵素が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAトランスフェラーゼ、ホスホトランス−4−ヒドロキシブチリラーゼおよび4−ヒドロキシブチレートキナーゼを含む微生物の生物体。
- 前記アセトアセチルCoAチオラーゼが、atoB、thlA、thlBおよびerg10からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼが、hbd、msed_1423、msed_0399、msed_0389およびmsed_1933からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記クロトナーゼが、crt、paaA、paaB、phaA、phaB、maoC、paaFおよびpaaGからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記クロトニルCoAヒドラターゼが、abfD、msed_1321およびmsed_1220からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAトランスフェラーゼが、cat2、abfT−2、abfT−1およびabfTからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記ホスホトランス−4−ヒドロキシブチリラーゼが、ptaおよびptbからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- 前記4−ヒドロキシブチレートキナーゼが、ackA、buk1、buk2およびproBからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項70に記載の生物体。
- コリノイドタンパク質、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼからなる群から選択される少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項70に記載の生物体。
- 前記コリノイドタンパク質が、mtaC、mtaC1、mtaC2およびmtaC3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、mtaAおよびmtaA1、mtaA2からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、遺伝子acsEによってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記コリノイド鉄−硫黄タンパク質が、遺伝子acsDによってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質が、acsFおよびcooCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記フェレドキシンが、遺伝子orf7によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記アセチルCoAシンターゼが、acsBおよびacsCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、遺伝子acsAによってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが、porおよびydbKからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 前記ヒドロゲナーゼが、hypA、hypB、hypC、hypD、hypE、hypF、moth_2175、moth_2176、moth_2177、moth_2178、moth_2179、moth_2180、moth_2181、hycA、hycB、hycC、hycD、hycE、hycF、hycG、hycH、hycI、hyfA、hyfB、hyfC、hyfD、hyfE、hyfF、hyfG、hyfH、hyfI、hyfJ、hyfR、moth_2182、moth_2183、moth_2184、moth_2185、moth_2186、moth_2187、moth_2188、moth_2189、moth_2190、moth_2191、moth_2192、moth_0439、moth_0440、moth_0441、moth_0442、moth_0809、moth_0810、moth_0811、moth_0812、moth_0813、moth_0814、moth_0815、moth_0816、moth_1193、moth_1194、moth_1195、moth_1196、moth_1717、moth_1718、moth_1719、moth_1883、moth_1884、moth_1885、moth_1886、moth_1887、moth_1888、moth_1452、moth_1453およびmoth_1454からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項78に記載の生物体。
- 遺伝子acsEpsによってコードされるポリペプチド(polypetide)AcsEpsをさらに含む、請求項78に記載の生物体。
- codh、codh−I、cooF、hypA、cooH、cooU、cooX、cooL、cooK、cooM、cooT、cooJおよびcodh−IIからなる群から選択される遺伝子によってコードされる少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項78に記載の生物体。
- メタノールメチルトランスフェラーゼをさらに含む、請求項78に記載の生物体。
- 前記メタノールメチルトランスフェラーゼが、mtaB、mtaB1、mtaB2およびmtaB3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項91に記載の生物体。
- 1)メタノールおよびCO、2)メタノール、CO2およびH2、3)メタノール、CO、CO2およびH2、4)メタノール、ならびにCOおよびH2を含む合成ガス、5)メタノール、ならびにCO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項91に記載の生物体。
- ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼをさらに含む、請求項78に記載の生物体。
- 前記ギ酸デヒドロゲナーゼが、moth_2312、moth_2313、moth_2314、sfum_2703、sfum_2704、sfum_2705、sfum_2706、chy_0731、chy_0732およびchy_0733からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項94に記載の生物体。
- 前記ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼが、moth_0109、chy_2385およびfhsからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項94に記載の生物体。
- 前記メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項94に記載の生物体。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項94に記載の生物体。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼが、moth_1191、metFおよびchy_1233からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項94に記載の生物体。
- 1)CO、2)CO2およびH2、3)COおよびCO2、4)COおよびH2を含む合成ガス、ならびに5)CO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項94に記載の生物体。
- 天然に存在しない微生物の生物体であって、1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な量で発現される1,4−ブタンジオール経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含む1,4−ブタンジオール経路を有する微生物の生物体を含み、前記1,4−ブタンジオール経路の酵素が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)および1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼを含み、前記生物体が、アセチルCoAを生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含むアセチルCoA経路をさらに含み、前記アセチルCoA経路の酵素が、コリノイドタンパク質、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼを含む天然に存在しない生物体。
- 前記アセトアセチルCoAチオラーゼが、atoB、thlA、thlBおよびerg10からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼが、hbd、msed_1423、msed_0399、msed_0389およびmsed_1933からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記クロトナーゼが、crt、paaA、paaB、phaA、phaB、maoC、paaFおよびpaaGからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記クロトニルCoAヒドラターゼが、abfD、msed_1321およびmsed_1220からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)が、adhE、adhE2、mcr、rcas_2929、nap1_02720およびmgp2080_00535からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)が、acr1、sucD、bphG、msed_0709、mcr、asd−2およびsaci_2370からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼが、alrA、adh2、yqhD、bdhI、bdhIIおよび4hbdからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記コリノイドタンパク質が、mtaC、mtaC1、mtaC2およびmtaC3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、mtaAおよびmtaA1、mtaA2からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、遺伝子acsEによってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記コリノイド鉄−硫黄タンパク質が、遺伝子acsDによってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質が、acsFおよびcooCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記フェレドキシンが、遺伝子orf7によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記アセチルCoAシンターゼが、acsBおよびacsCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、遺伝子acsAによってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが、porおよびydbKからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 前記ヒドロゲナーゼが、hypA、hypB、hypC、hypD、hypE、hypF、moth_2175、moth_2176、moth_2177、moth_2178、moth_2179、moth_2180、moth_2181、hycA、hycB、hycC、hycD、hycE、hycF、hycG、hycH、hycI、hyfA、hyfB、hyfC、hyfD、hyfE、hyfF、hyfG、hyfH、hyfI、hyfJ、hyfR、moth_2182、moth_2183、moth_2184、moth_2185、moth_2186、moth_2187、moth_2188、moth_2189、moth_2190、moth_2191、moth_2192、moth_0439、moth_0440、moth_0441、moth_0442、moth_0809、moth_0810、moth_0811、moth_0812、moth_0813、moth_0814、moth_0815、moth_0816、moth_1193、moth_1194、moth_1195、moth_1196、moth_1717、moth_1718、moth_1719、moth_1883、moth_1884、moth_1885、moth_1886、moth_1887、moth_1888、moth_1452、moth_1453およびmoth_1454からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項101に記載の生物体。
- 遺伝子acsEpsによってコードされるポリペプチド(polypetide)AcsEpsをさらに含む、請求項101に記載の生物体。
- codh、codh−I、cooF、hypA、cooH、cooU、cooX、cooL、cooK、cooM、cooT、cooJおよびcodh−IIからなる群から選択される遺伝子によってコードされる少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項101に記載の生物体。
- メタノールメチルトランスフェラーゼをさらに含む、請求項101に記載の生物体。
- 前記メタノールメチルトランスフェラーゼが、mtaB、mtaB1、mtaB2およびmtaB3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項121に記載の生物体。
- 1)メタノールおよびCO、2)メタノール、CO2およびH2、3)メタノール、CO、CO2およびH2、4)メタノール、ならびにCOおよびH2を含む合成ガス、5)メタノール、ならびにCO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項121に記載の生物体。
- 天然に存在しない微生物の生物体であって、1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な量で発現される1,4−ブタンジオール経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含む1,4−ブタンジオール経路を有する微生物の生物体を含み、前記1,4−ブタンジオール経路の酵素が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)および1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼを含み、前記生物体は、アセチルCoAを生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含むアセチルCoA経路をさらに含み、前記アセチルCoA経路の酵素が、アセチルCoAシンターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼを含む天然に存在しない微生物の生物体。
- 前記ギ酸デヒドロゲナーゼが、moth_2312、moth_2313、moth_2314、sfum_2703、sfum_2704、sfum_2705、sfum_2706、chy_0731、chy_0732およびchy_0733からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項124に記載の生物体。
- 前記ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼが、moth_0109、chy_2385およびfhsからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項124に記載の生物体。
- 前記メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項124に記載の生物体。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項124に記載の生物体。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼが、moth_1191、metFおよびchy_1233からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項124に記載の生物体。
- 1)CO、2)CO2およびH2、3)COおよびCO2、4)COおよびH2を含む合成ガス、ならびに5)CO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項124に記載の生物体。
- 4−ヒドロキシブチレートを生成する方法であって、4−ヒドロキシブチレート経路を有する天然に存在しない微生物の生物体を培養する工程を含み、前記経路が、4−ヒドロキシブチレートを生成する条件下および4−ヒドロキシブチレートを生成するのに十分な期間、4−ヒドロキシブチレートを生成するのに十分な量で発現される4−ヒドロキシブチレート経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含み、前記4−ヒドロキシブチレート経路が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAトランスフェラーゼ、ホスホトランス−4−ヒドロキシブチリラーゼおよび4−ヒドロキシブチレートキナーゼを含む方法。
- 前記アセトアセチルCoAチオラーゼが、atoB、thlA、thlBおよびerg10からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼが、hbd、msed_1423、msed_0399、msed_0389およびmsed_1933からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記クロトナーゼが、crt、paaA、paaB、phaA、phaB、maoC、paaFおよびpaaGからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記クロトニルCoAヒドラターゼが、abfD、msed_1321およびmsed_1220からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAトランスフェラーゼが、cat2、abfT−2、abfT−1およびabfTからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記ホスホトランス−4−ヒドロキシブチリラーゼが、ptaおよびptbからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記4−ヒドロキシブチレートキナーゼが、ackA、buk1、buk2およびproBからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記生物体が、コリノイドタンパク質、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼからなる群から選択される少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項131に記載の方法。
- 前記コリノイドタンパク質が、mtaC、mtaC1、mtaC2およびmtaC3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項131に記載の方法。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、mtaAおよびmtaA1、mtaA2からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、遺伝子acsEによってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記コリノイド鉄−硫黄タンパク質が、遺伝子acsDによってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質が、acsFおよびcooCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記フェレドキシンが、遺伝子orf7によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記アセチルCoAシンターゼが、acsBおよびacsCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、遺伝子acsAによってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが、porおよびydbKからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 前記ヒドロゲナーゼが、hypA、hypB、hypC、hypD、hypE、hypF、moth_2175、moth_2176、moth_2177、moth_2178、moth_2179、moth_2180、moth_2181、hycA、hycB、hycC、hycD、hycE、hycF、hycG、hycH、hycI、hyfA、hyfB、hyfC、hyfD、hyfE、hyfF、hyfG、hyfH、hyfI、hyfJ、hyfR、moth_2182、moth_2183、moth_2184、moth_2185、moth_2186、moth_2187、moth_2188、moth_2189、moth_2190、moth_2191、moth_2192、moth_0439、moth_0440、moth_0441、moth_0442、moth_0809、moth_0810、moth_0811、moth_0812、moth_0813、moth_0814、moth_0815、moth_0816、moth_1193、moth_1194、moth_1195、moth_1196、moth_1717、moth_1718、moth_1719、moth_1883、moth_1884、moth_1885、moth_1886、moth_1887、moth_1888、moth_1452、moth_1453およびmoth_1454からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項139に記載の方法。
- 遺伝子acsEpsによってコードされるポリペプチド(polypetide)AcsEpsをさらに含む、請求項139に記載の方法。
- codh、codh−I、cooF、hypA、cooH、cooU、cooX、cooL、cooK、cooM、cooT、cooJおよびcodh−IIからなる群から選択される遺伝子によってコードされる少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項139に記載の方法。
- メタノールメチルトランスフェラーゼをさらに含む、請求項139に記載の方法。
- 前記メタノールメチルトランスフェラーゼが、mtaB、mtaB1、mtaB2およびmtaB3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項152に記載の方法。
- 前記生物体が、1)メタノールおよびCO、2)メタノール、CO2およびH2、3)メタノール、CO、CO2およびH2、4)メタノール、ならびにCOおよびH2を含む合成ガス、5)メタノール、ならびにCO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項152に記載の方法。
- 前記生物体が、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼをさらに含む、請求項139に記載の方法。
- 前記ギ酸デヒドロゲナーゼが、moth_2312、moth_2313、moth_2314、sfum_2703、sfum_2704、sfum_2705、sfum_2706、chy_0731、chy_0732およびchy_0733からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項155に記載の方法。
- 前記ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼが、moth_0109、chy_2385およびfhsからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項155に記載の方法。
- 前記メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項155に記載の方法。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項155に記載の方法。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼが、moth_1191、metFおよびchy_1233からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項155に記載の方法。
- 前記生物体が、1)CO、2)CO2およびH2、3)COおよびCO2、4)COおよびH2を含む合成ガス、ならびに5)CO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項155に記載の方法。
- 1,4−ブタンジオールを生成する方法であって、1,4−ブタンジオール経路を有する天然に存在しない微生物の生物体を培養する工程を含み、前記経路が、1,4−ブタンジオールを生成する条件下および1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な期間、1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な量で発現される1,4−ブタンジオール経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含み、前記1,4−ブタンジオール経路が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)、1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼを含み、前記生物体が、アセチルCoAを生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含むアセチルCoA経路をさらに含み、前記アセチルCoA経路の酵素が、コリノイドタンパク質、メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼ、コリノイド鉄−硫黄タンパク質、ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質、フェレドキシン、アセチルCoAシンターゼ、一酸化炭素デヒドロゲナーゼ、ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼおよびヒドロゲナーゼを含む方法。
- 前記アセトアセチルCoAチオラーゼが、atoB、thlA、thlBおよびerg10からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼが、hbd、msed_1423、msed_0399、msed_0389およびmsed_1933からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記クロトナーゼが、crt、paaA、paaB、phaA、phaB、maoC、paaFおよびpaaGからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記クロトニルCoAヒドラターゼが、abfD、msed_1321およびmsed_1220からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)が、adhE、adhE2、mcr、rcas_2929、nap1_02720およびmgp2080_00535からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)が、acr1、sucD、bphG、msed_0709、mcr、asd−2およびsaci_2370からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼが、alrA、adh2、yqhD、bdhI、bdhIIおよび4hbdからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記コリノイドタンパク質が、mtaC、mtaC1、mtaC2およびmtaC3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、mtaAおよびmtaA1、mtaA2からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記メチルテトラヒドロ葉酸:コリノイドタンパク質メチルトランスフェラーゼが、遺伝子acsEによってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記コリノイド鉄−硫黄タンパク質が、遺伝子acsDによってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記ニッケル−タンパク質アセンブリータンパク質が、acsFおよびcooCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記フェレドキシンが、遺伝子orf7によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記アセチルCoAシンターゼが、acsBおよびacsCからなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記一酸化炭素デヒドロゲナーゼが、遺伝子acsAによってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記ピルビン酸フェレドキシンオキシドレダクターゼが、porおよびydbKからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記ヒドロゲナーゼが、hypA、hypB、hypC、hypD、hypE、hypF、moth_2175、moth_2176、moth_2177、moth_2178、moth_2179、moth_2180、moth_2181、hycA、hycB、hycC、hycD、hycE、hycF、hycG、hycH、hycI、hyfA、hyfB、hyfC、hyfD、hyfE、hyfF、hyfG、hyfH、hyfI、hyfJ、hyfR、moth_2182、moth_2183、moth_2184、moth_2185、moth_2186、moth_2187、moth_2188、moth_2189、moth_2190、moth_2191、moth_2192、moth_0439、moth_0440、moth_0441、moth_0442、moth_0809、moth_0810、moth_0811、moth_0812、moth_0813、moth_0814、moth_0815、moth_0816、moth_1193、moth_1194、moth_1195、moth_1196、moth_1717、moth_1718、moth_1719、moth_1883、moth_1884、moth_1885、moth_1886、moth_1887、moth_1888、moth_1452、moth_1453およびmoth_1454からなる群から選択される少なくとも1つの遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記生物体が、遺伝子acsEpsによってコードされるポリペプチド(polypetide)AcsEpsをさらに含む、請求項162に記載の方法。
- codh、codh−I、cooF、hypA、cooH、cooU、cooX、cooL、cooK、cooM、cooT、cooJおよびcodh−IIからなる群から選択される遺伝子によってコードされる少なくとも1つの酵素またはポリペプチドをさらに含む、請求項162に記載の方法。
- メタノールメチルトランスフェラーゼをさらに含む、請求項162に記載の方法。
- 前記メタノールメチルトランスフェラーゼが、mtaB、mtaB1、mtaB2およびmtaB3からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項162に記載の方法。
- 前記生物体が、1)メタノールおよびCO、2)メタノール、CO2およびH2、3)メタノール、CO、CO2およびH2、4)メタノール、ならびにCOおよびH2を含む合成ガス、5)メタノール、ならびにCO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項162に記載の方法。
- 1,4−ブタンジオールを生成する方法であって、1,4−ブタンジオール経路を有する天然に存在しない微生物の生物体を培養する工程を含み、前記経路が、1,4−ブタンジオールを生成する条件下および1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な期間、1,4−ブタンジオールを生成するのに十分な量で発現される1,4−ブタンジオール経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含み、前記1,4−ブタンジオール経路が、アセトアセチルCoAチオラーゼ、3−ヒドロキシブチリルCoAデヒドロゲナーゼ、クロトナーゼ、クロトニルCoAヒドラターゼ、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルコール形成性)、4−ヒドロキシブチリルCoAレダクターゼ(アルデヒド形成性)、1,4−ブタンジオールデヒドロゲナーゼを含み、前記生物体が、アセチルCoAを生成するのに十分な量で発現されるアセチルCoA経路の酵素をコードする少なくとも1つの外因性核酸を含むアセチルCoA経路をさらに含み、前記アセチルCoA経路の酵素が、アセチルCoAシンターゼ、ギ酸デヒドロゲナーゼ、ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼ、メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼ、メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼおよびメチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼを含む方法。
- 前記ギ酸デヒドロゲナーゼが、moth_2312、moth_2313、moth_2314、sfum_2703、sfum_2704、sfum_2705、sfum_2706、chy_0731、chy_0732およびchy_0733からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項185に記載の方法。
- 前記ホルミルテトラヒドロ葉酸シンテターゼが、moth_0109、chy_2385およびfhsからなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項185に記載の方法。
- 前記メテニルテトラヒドロ葉酸シクロヒドロラーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項185に記載の方法。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸デヒドロゲナーゼが、moth_1516、folDおよびchy_1878からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項185に記載の方法。
- 前記メチレンテトラヒドロ葉酸レダクターゼが、moth_1191、metFおよびchy_1233からなる群から選択される遺伝子によってコードされる、請求項185に記載の方法。
- 前記生物体が、1)CO、2)CO2およびH2、3)COおよびCO2、4)COおよびH2を含む合成ガス、ならびに5)CO、CO2およびH2を含む合成ガスからなる群から選択されるフィードストックを利用する、請求項185に記載の方法。
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