KR20230004502A - 이산화탄소를 이용한 에틸렌 제조방법 - Google Patents

Abstract

(i) 1 부피% 초과의 이산화탄소를 포함하는 기체 스트림을 제공하는 단계; (ii) 물을 제공하는 단계; (iii) 상기 이산화탄소 및 물을 빛의 존재 하에 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 단계; (iv) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 단계; 및 (v) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 상기 단계 후에 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 단계를 포함하는 방법.

Description

이산화탄소로부터 에틸렌을 생성하는 방법

본 출원은 2020년 3월 20일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/992,689호, 및 2020년 7월 16일에 출원된 미국 가출원 일련 번호 63/052,664를 우선권 주장한다.

본 발명의 실시양태는 이산화탄소를 에틸렌으로 전환시키기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.

대기 이산화탄소 수준에 대한 우려와 결부되어 화석 연료의 장기간 이용가능성에 대한 우려는 이산화탄소 고정을 통해 석유계 제품을 생성하기 위한 생합성 방법의 개발을 강화하여 왔다. 즉, 광합성 과정은 이산화탄소를 더 큰 유기 분자에 대한 연료 또는 유기 빌딩 블록으로서 사용할 수 있는 유용한 유기 화합물로 전환시키는 데 사용된다.

예를 들어, 미국 특허 번호 7,807,427은 이산화탄소를 글루코스 및 아세트산과 같은 중간 생성물로 전환시키기 위해, 유전자-변형 시아노박테리아(cyanobacteria)와 같은 광합성 유기체의 사용을 교시하고 있다. 후속 단계에서, 메탄생성 박테리아를 사용하여 중간 생성물을 메탄으로 전환시킨다. 메탄은 수집하여 연료로서 사용하기 위해 저장할 수 있다.

에틸렌은 많은 산업에서 가장 중요한 화학 공급원료로서 널리 공지되어 있으며, 이산화탄소 고정을 통해 에틸렌을 생합성하기 위한 여러 방법론이 제안되었다. 슈도모나스 시링가에(Pseudomonas syringae)는 "efe"라고 지칭되는 에틸렌 형성 효소에 의해 촉매되는 단일-단계 반응에서 TCA 회로 중간체 알파-케토글루타레이트를 사용하여 에틸렌을 합성하는 것으로 공지되어 있다. 이산화탄소로부터 에틸렌을 직접 생성하기 위한 목적으로, 미국 특허 제9,309,541호는 광영양적으로 에틸렌을 생성할 수 있는 균주를 생성하기 위해 시텍초시스티스(Synechocystis)와 같은 숙주에서 efe 유전자를 발현 및 과발현하는 방법을 개시하고 있다. 환언하면, 생물공학을 통해 광독립영양생물이 단일 단계 반응에서 탄소 고정의 생성물을 에틸렌으로 전환시키록 변형된다. 현재 연구는 에틸렌을 생성하기 위해 광독립영양생물을 변형하는 데 초점을 맞추었지만, 에틸렌을 수확하는 것은 도전과제를 제시할 수 있다. 문헌 [Eckert et al., Ethylene-forming enzyme and bioethylene production, BIOTECHNOLOGY FOR BIOFUELS 2014, 7:33]에 개략된 바와 같이, 광합성 시스템에서 O₂가 에틸렌과 공동-생성될 경우, 위험을 완화하기 위한 공학 설계를 필요로 하는, O₂의 존재 하에 에틸렌의 가연성과 관련된 중요한 안전 문제가 있다.

본 발명의 하나 이상의 실시양태는 (i) 1 부피% 초과의 이산화탄소를 포함하는 기체 스트림을 제공하는 단계; (ii) 물을 제공하는 단계; (iii) 상기 이산화탄소 및 물을 빛의 존재 하에 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 단계; (iv) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 단계; 및 (v) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 상기 단계 후에 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시양태는 에틸렌을 생성하기 위한 시스템으로서, (i) 이산화탄소를 유기 중간체로 전환시키는 광합성 미생물을 포함하는 제1 생물반응기로서, 상기 제1 생물반응기가 상기 유기 중간체를 위한 이산화탄소 입구 및 출구를 갖는 제1 생물반응기; 및 (ii) 제1 생물반응기와 유체 연통하고 제1 생물반응기에서 생성된 상기 유기 중간체를 에틸렌으로 전환시키는 미생물을 포함하는 제2 생물반응기로서, 상기 제2 생물반응기는 에틸렌을 포함하는 기체 물질을 위한 출구를 갖고, 상기 제2 생물반응기는 미반응 유기 중간체를 포함하는 유체 물질을 위한 출구를 갖는 제2 생물반응기를 포함하는 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시양태를 실시하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시양태 내에서 이산화탄소를 전달하기 위한 서브시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시양태를 실시하기 위한 제2 광합성 생물반응기를 포함하는 대안적인 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시양태를 실시하기 위한 산소-연료 연소 시스템을 포함하기 위한 시스템의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시양태를 실시하기 위한 상류 이산화탄소 정제를 포함하는 시스템의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 하나 이상의 실시양태에 적용할 수 있는 에틸렌-정제 및 압축 방식의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 하나 이상의 실시양태를 실시하기 위한 이산화탄소 막 분리를 포함하는 대안적인 시스템의 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시양태를 실시하기 위한 단일 생물반응기를 포함하는 대안적인 시스템의 개략도이다.

본 발명의 실시양태는 적어도 부분적으로는 산업적으로 유의한 수준에서 이산화탄소로부터 에틸렌을 생합성하는 방법의 발견에 기초한다. 본 발명의 실시양태에 따르면, 이산화탄소는 먼저 광합성에 의해 산소 기체의 부산물 생성과 함께 유기 중간체로 전환된다. 이어서 부산물 산소 기체는 유기 중간체로부터 분리된 다음에, 유기 중간체는 부산물 산소 기체의 주목할 만한 부재 하에 생물학적으로 에틸렌으로 전환된다. 에틸렌 생합성과 연관된 현재 기술이 단일-단계 합성에 초점을 맞추는 반면, 본 발명의 2-단계 방법은 산업적으로 유의한 수준에서 에틸렌과 산소 기체의 공동-생성과 연관된 안전 문제를 해결한다. 또한, 유기 중간체의 에틸렌으로의 생물전환은 부산물인 이산화탄소를 생성하여, 전반적인 탄소 효율에 영향을 미친다. 더욱이, 에틸렌 생성물 스트림 내의 이산화탄소의 양은 대부분의 이산화탄소 투입 스트림 (예를 들어, 연도 기체(fuel gas))에 비해 상당하므로, 에틸렌 생성물 스트림 내의 이산화탄소는 적절하게 관리된다면 귀중한 자원이 될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시양태는 이산화탄소를 광합성에 의해 유기 중간체로 전환시키는 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 부산물 이산화탄소에 대한 관리 해결책을 제공하며, 이는 유기 중간체를 에틸렌으로 생물학적으로 전환시키는 단계로 다시 재순환될 수 있다. 더욱 추가로, 유기 중간체를 에틸렌으로 생물학적으로 전환시키는 단계는 유기 중간체의 불완전한 소비, 탄소 효율성의 손실, 및 귀중한 원료의 손실을 지시하는 정상 상태 또는 거의 정상 상태에서 작동하는 연속-교반 탱크 반응기와 같은 산업용 반응기를 사용함으로써 상업적 규모로 효율적으로 달성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시양태는 유기 중간체가 에틸렌으로 전환되는 반응기로부터의 유출 스트림을 적절하게 관리함으로써 이들 문제에 대한 해결책을 제공한다.

공정 및 시스템 개요

본 발명의 실시양태는 이산화탄소를 에틸렌으로 전환시키기 위한 시스템(20)을 도시하는, 도 1을 참조하여 기재될 수 있다. 시스템은 제1 생물반응기(21)에 이어서 제2 생물반응기(41)가 연속적으로 이어진다. 제1 생물반응기(21)는 중간-생성물 도관(31)을 통해 제2 생물반응기(41)와 직접 또는 간접적으로 유체 연통한다. 제2 생물반응기(41)는 또한 중간-재순환 도관(33)을 통해 제2 생물반응기(21)와 유체 연통한다. 이산화탄소 분리기(61)는 제2 생물반응기(41)의 하류에 있으며 도관(51)을 통해 제2 생물반응기(41)와 직접 또는 간접적으로 유체 연통한다. 이산화탄소 분리기(61)는 또한 이산화탄소-재순환 도관(53)을 통해 제1 생물반응기(21)와 직접 또는 간접적으로 유체 연통할 수 있다.

본 발명의 실시양태에 따르면, 제1 생물반응기(21)는 생물반응기(21)에 공급된 이산화탄소 및 물을 유기 중간체로 전환시키는 광합성 유기체 배양물 (즉, 광합성 미생물)을 포함한다. 이 전환은 제1 생물반응기(21)에 공급되는 빛 에너지의 존재 하에 실시된다. 유기 중간체의 합성은 반응 매질로서 작용하는 과량의 물의 존재 하에 실시되고, 과량의 물은 중간 생성물 스트림의 담체로서 작용한다. 하나 이상의 실시양태에서, 유기 중간체는 물에 가용성이다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 광합성 유기체 배양물은 접종 반응기(23)로부터 생물반응기(21)로 공급될 수 있다.

산소 기체는 생물반응기(21) 내에서 유기 중간체의 형성 동안 부산물로서 생성된다. 본 발명의 측면에 따르면, 산소 기체는 중간 생성물 스트림을 제2 생물반응기(41)에 도입하기 전에 유기 중간체로부터 분리된다. 예를 들어, 산소 기체는 질소 기체와 같은 반응기 내의 다른 휘발성 물질과 함께 제1 생물반응기(21) 밖으로 배출될 수 있다.

유기 중간체는 중간 생성물 스트림 내에서 직접 또는 간접적으로 제1 반응기(21)로부터 중간-생성물 도관(31)을 통해 제2 생물반응기(41)로 이동된다. 하나 이상의 실시양태에서, 중간 생성물 스트림은 스트림이 생물반응기(21)를 떠남에 따라 여과될 수 있다. 작동 동안, 중간-생성물 스트림을 스트림이 생물반응기(21)를 떠남에 따라 여과하는 것은 광합성 미생물을 고정화시키는 데 사용되는 임의의 매질의 이동을 방지할 수 있으며, 이에 따라 미생물이 제1 생물반응기(21)로부터 제2 생물반응기(41)로 이동하는 것을 방지할 수 있다.

스트림이 생물반응기(21)를 떠남에 따라 중간 생성물 스트림을 여과하는 것에 더하여 또는 그 대신에, 중간-생성물 스트림은 생물반응기(21)와 생물반응기(41) 사이에 위치된 하나 이상의 중간 유닛에서 여과 및/또는 멸균될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 2를 참조하면, 임의적 멸균 유닛(35)은 제1 생물반응기(21)와 제2 생물반응기(41) 사이에 위치될 수 있다. 유닛(35)은 여과 유닛을 포함할 수 있다. 여과 유닛에 더하여 또는 그 대신에, 유닛(35)은 원심분리 유닛을 포함할 수 있다. 또는, 다른 실시양태에서 유닛(35)은 여과 또는 원심분리에 더하여 또는 그 대신에 정화 유닛 (예를 들어, 침전 탱크(settling tank))을 포함할 수 있다. 여과, 원심분리, 및/또는 정화 대신에 또는 이에 더하여, 유닛(35)은 멸균 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 멸균 유닛은 제1 생물반응기(21)로부터 제2 생물반응기(41)로의 임의의 살아있는 미생물의 도입을 방지하기 위해 수행될 수 있는, 중간-생성물 스트림을 처리하기 위해 UV 멸균, 열, 또는 감마선을 이용할 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기(41)는 유기 중간체를 에틸렌으로 전환시키는 에틸렌-생성 유기체 배양물 (즉, 에틸렌-생성 유기체)을 포함한다.

통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 미생물 배양물을 각각의 생물반응기에 도입하기 위해 몇몇 서브-시스템을 설계할 수 있다. 통상의 기술자는 이들 목표를 달성하기 위한 적절한 시스템을 쉽게 설계할 수 있다. 예를 들어, 그리고 도면을 참조하면, 적절한 미생물은 접종 반응기(23)로도 지칭될 수 있는 접종 유닛(23)으로부터 생물반응기(21) 및/또는 생물반응기(41)로 공급될 수 있다. 접종 유닛(23)은 각각의 미생물에 대해 별도의 챔버 또는 용기를 포함할 수 있거나, 각각의 미생물에 대해 별도의 유닛이 제공될 수 있다. 마찬가지로, 생물반응기 중 하나 이상으로부터 바이오매스를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 본 발명의 시스템은 바이오매스 분해 유닛(digestion unit)(25)을 포함할 수 있으며, 여기서 생물반응기 중 하나 또는 둘 모두로부터 수득된 바이오매스가 임의의 고정화 지지 매질로부터 제거되고 시스템으로부터 제거될 수 있다. 작동 동안, 바이오-매스 분해 유닛(25)은 생물반응기(21, 41) 중 하나 또는 둘 다와 유체 연통할 수 있거나, 바이오매스 (임의로 고정화 물질과 함께)는 각각의 반응기로부터 수동으로 제거될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 바이오매스는 아미노산과 같은 영양소로 전환될 수 있고, 미생물을 위한 영양소의 공급원으로서 생물반응기로 복귀될 수 있다. 대안적으로, 바이오매스는 시스템으로부터 제거되어 비료 등과 같은 다른 용도를 지향할 수 있다.

이산화탄소는 생물반응기(41) 내에서 에틸렌 합성의 부산물로서 생성되고, 에틸렌 및 이산화탄소는 기체 생성물 스트림으로서 제2 생물반응기(41)로부터 제거된다. 액체 유출 스트림은 또한 제2 생물반응기(41)를 떠난다. 이 액체 유출 스트림은 물 및 미반응 유기 중간체를 포함할 수 있고, 스트림은 유기 중간체-재순환 도관(33)을 통해 제1 생물반응기(21)로 다시 보내질 수 있다. 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 물 및 미반응 유기 중간체를 포함하는 액체 유출 스트림은 여과/멸균 장치(37)에서 여과 및/또는 멸균을 거칠 수 있다. 이 여과 및/또는 멸균은 유닛(35)과 동일한 유형의 기술을 이용할 수 있으므로 유닛(35)에 대한 상기 논의가 본원에 포함된다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 에틸렌-생성 미생물이 제1 생물반응기(21)로 이동하지 않도록 하는 것이 유용할 수 있다.

제2 생물반응기(41)를 떠나는 기체 생성물 스트림은 제2 생물반응기(41)의 하류에서, 도관(51)을 통해 직접 또는 간접적으로, 이산화탄소 분리 유닛(61)으로도 지칭될 수 있는 이산화탄소 분리기(61)로 보내진다. 분리기 시스템(61)으로도 지칭될 수 있는 분리기(61) 내에서, 이산화탄소는 에틸렌-풍부 스트림으로도 지칭될 수 있는 농축된 에틸렌 스트림을 제공하기 위해 기체 생성물 스트림으로부터 분리되어, 도관(53)에 의해 운반된다. 이 에틸렌-풍부 스트림은 하류 정제 및 가압 유닛(100)으로 보내질 수 있으며, 이는 본원에 더 자세히 논의될 것이다. 분리기(61)는 또한 정제된 이산화탄소 스트림으로도 지칭될 수 있는 농축된 이산화탄소 스트림을 생성하고, 이 농축된 이산화탄소 스트림은 도관(55)을 통해 제1 생물반응기(21)로 다시 보내질 수 있다.

도 3을 참조하여 기재될 수 있는 대안적인 실시양태에서, 이산화탄소 분리기(61)에 의해 생성된 정제된 이산화탄소 스트림은 도관(57)을 통해, 이산화탄소를 유기 중간체 및 산소 기체로 광합성으로 전환시키는 광합성 유기체 배양물을 포함중간 생물반응기(71) (이는 제2 광합성 생물반응기로도 지칭될 수 있음)로 보내질 수 있다. 유리하게는, 생물반응기(71)로의 이산화탄소 공급 스트림은 정제된 이산화탄소 스트림 (이산화탄소 분리기(61)을 통해)이기 때문에, 제2 광합성 생물반응기(71)를 떠나는 기체 부산물 스트림은 도관(75)을 통해 보내질 수 있는, 비교적 순수한 산소 기체 스트림을 포함한다. 통상의 기술자는 본 발명의 맥락 내에서 비교적 순수한 산소 스트림이 질소 기체 및 아르곤 기체가 실질적으로 없는 스트림을 포함하며, 이는 그렇지 않으면 산소 기체로부터 질소 및 아르곤을 분리하기 위해 복잡하고 값비싼 공정 (예를 들어, 공기 분리 기술)을 필요로 한다는 것을 인식할 것이다. 그러나, 본원에 정의된 비교적 순수한 산소 기체 스트림 내의 이산화탄소의 존재는 유해하지 않으며, 따라서 이산화탄소가 산소 기체 스트림으로부터 보다 용이하게 분리될 수 있기 때문에, 달리 언급되지 않는 한, 비교적 순수한 산소 스팀 내에 존재할 수 있다. 제1 생물반응기(21)와 일치하여, 중간 생물반응기(71)는 도관(79)을 통해 제1 생물반응기(21) 및/또는 제2 생물반응기(41)로 다시 보내질 수 있는, 유기 중간체 및 물을 포함할 수 있는 유출 스트림을 생성한다. 일반적으로 도시된 바와 같이, 이 유출 스트림은 도 2를 참조하여 기재된 바와 같이 유닛(37)에서의 여과 및/또는 멸균을 겪을 수 있다.

도면 전체에 걸쳐 도시된 바와 같이, 도관(51)을 통해 보내지는 제2 생물반응기(41)를 나가는 기체 스트림은 유닛(61)에서 이산화탄소 분리 전에 하나 이상의 처리 또는 조작을 임의로 거칠 수 있다. 예를 들어, 스트림은 압축 유닛(43)에서 가압될 수 있다. 가압에 더하여 또는 그 대신에, 기체 스트림은 산소 제거 유닛(45)에서 산소를 제거하기 위한 처리를 임의로 거칠 수 있다. 이산화탄소는 산소 제거 유닛(45)에서 생성될 수 있기 때문에, 유닛(45)에서 생성된 이산화탄소가 제거될 수 있는 이산화탄소 분리 유닛(61)의 상류에 산소-제거 유닛(45)을 위치시키는 것이 유익할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는 도 8을 참조하여 기재될 수 있다. 도시된 바와 같이, 공정(120)은 상기에 기재된 다른 시스템과 관련하여 도시된 2개의 생물반응기(21, 41) 대신에, 통합 생물반응기(121)로도 지칭될 수 있는 단일 용기(121)를 포함한다. 작동 동안, 생물반응기(121)에 공급되는 빛 에너지는 명주기 및 암주기를 생성하는 방식으로 제어된다. 작동 동안, 통합 생물반응기(121) 내의 광합성 미생물은 명주기 동안 이산화탄소를 유기 중간체로 전환시킨 다음에, 암주기 동안 통합 생물반응기(121) 내의 에틸렌-형성 미생물은 암주기 동안 유기 중간체를 에틸렌으로 전환시킨다. 산소 기체는 명주기 동안 그의 생성 동안 생물반응기(121)로부터 제거될 수 있고, 에틸렌은 암주기 동안 그의 생성 동안 생물반응기(121)로부터 제거될 수 있다. 다른 실시양태와 일치하여, 에틸렌은 이산화탄소와 함께 공동생성될 수 있고, 에틸렌 및 이산화탄소는 상기 기재된 바와 같은 하류 공정에서 (예를 들어, 이산화탄소 스크러버(scrubber)(61)에서) 분리될 수 있다.

도 2로 돌아가서, 본 발명의 공정은 이산화탄소 투입 스트림의 컨디셔닝 (즉, 스트림을 생물반응기(21)에 제공하기 전에 스트림의 컨디셔닝)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 도관(11)에 의해 운반되는 이산화탄소 투입 스트림은 압축기(13)에서 가압될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림 (예를 들어, 압축기(13) 내)의 가압은 제1 생물반응기(21) 내의 반대력을 극복하기에 충분한 압력을 달성하여 투입 스트림 내의 불활성 기체 (예를 들어 질소)가 궁극적으로 반응기의 헤드 공간에 들어갈 수 있도록 한다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림은 약 2 내지 약 20 psig, 다른 실시양태에서 약 3 내지 약 18 psig, 그리고 다른 실시양태에서 약 5 내지 약 15 psig의 압력으로 가압된다.

또한, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이산화탄소 투입 스트림은 도관(17)을 통해 생물반응기(21)로 전달되기 전에 퀀처(quencher)(15)에서 냉각될 수 있다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 퀀처는(15)는 물을 냉각시키기 위한 하나 이상의 열 교환기를 포함할 수 있는, ??치 워터 루프(quench water loop)(15')를 포함하는 수-냉식 유닛을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림은 그렇지 않으면 생물반응기(21) 내의 미생물 배양에 유해한 영향을 미칠 것보다 낮은 온도로 냉각된다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림은 생물반응기(21)로 전달되기 전에 약 10 내지 약 80℃, 다른 실시양태에서 약 20 내지 약 60℃, 다른 실시양태에서 약 30 내지 약 50℃의 온도로 냉각된다 된다.

하나 이상의 실시양태의 이산화탄소 투입 스트림이 주목할 만한 양의 물을 포함할 수 있고, 물의 적어도 일부가 퀀처(15)에서 냉각 사이클을 통해 응축될 것이라는 점을 고려하면, 퀀처(15)로부터의 물은 상당한 양의 물을 소비하는 제1 생물반응기(21)에 공급될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 퀀처(15)에서 이용된 물 및/또는 제1 생물반응기(21)로 보내진 물 스트림은 물의 pH를 조정하기 위해 부식제로 처리될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 퀀처(15)에서 이용된 물 및/또는 퀀처(15)로부터 제1 생물반응기(21)로 보내진 물은 5.5 초과, 다른 실시양태에서 6.0 초과, 그리고 다른 실시양태에서 6.5 초과 (예를 들어, 5.5-8.0 또는 6.0-7.5의 범위)의 pH로 조정된다. 물의 부식성 처리는 탄산나트륨과 같은 탄산염을 형성할 것으로 예상되며, 이는 pH 제어와 관련하여 제1 생물반응기(21)에 유익할뿐만 아니라 탄산나트륨 및/또는 중탄산나트륨 형태의 추가 이산화탄소 공급원도 제공한다. 통상의 기술자는 조건을 쉽게 조정하고/하거나 추가 성분 (예를 들어, 염산)을 제공하여 탄산나트륨과 중탄산나트륨 사이의 바람직한 균형을 산출할 수 있다. 특정한 실시양태에서, 퀀처(15) 내의 켄치 워터에 제공되는 가성 소다는 본 발명의 실시와 통합될 수 있는 다른 공정으로부터 유래한다. 예를 들어, 에틸렌 정제는 가성 소다를 사용하거나 퀀처(15)와 통합될 수 있는 탄산나트륨을 생성할 수 있다.

또 다른 실시양태에서, 다른 실시양태와 관련하여 기재된 바와 같이 제1 생물반응기(21)로 다시 보내질 수 있는 제2 생물반응기(41)를 나가는 액체 유출 스트림은 퀀처(15)로 임의로 보내질 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기(41)를 나가는 액체 유출 스트림은 퀀처(15)로 보내기 전에 멸균 스테이션(37)에서 먼저 처리된다.

최초의 생물반응기에 대한 이산화탄소 공급 스트림

본 발명의 방법은 이산화탄소 투입 스트림으로 지칭될 수 있는 다양한 기체 공급원으로부터의 이산화탄소를 에틸렌으로 전환될 수 있는 유용한 중간체로 유리하게 전환시킬 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소는 1% vol 초과, 다른 실시양태에서 3% vol 초과, 다른 실시양태에서 5% vol 초과, 그리고 다른 실시양태에서 10% vol 초과를 포함하는 이산화탄소 투입 스트림에 의해 시스템에 제공된다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림은 연소 공정의 배기 스트림 (즉, 연도 기체 스트림)이거나 그로부터 유래된다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 배기 스트림의 조성은 연소 공정의 설계 및 연소 공정에서 연소되는 연료를 포함한 몇몇 인자에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 연도 기체 스트림은 석탄 화로(coal-fired furnace), 가스 화로(gas-fired furnace), 터빈-동력 발전기, 및 순산소(oxy-fuel) 연소 공정으로부터 유래될 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 투입 스트림은 순산소 연소로도 지칭될 수 있는 순산소 연소 공정의 배기 스트림으로부터 유도될 수 있다. 관련 기술분야의 통상의 기술자는 이들 공정이 질소 및 아르곤의 실질적인 부재 하에 연료 (예를 들어, 탄화수소)의 연소를 포함한다는 것을 인식한다. 예를 들어, 이들 공정은 실질적으로 순수한 산소 (즉, 질소 및 아르곤 기체가 실질적으로 없음), 또는 순수한 산소와 재순환된 연도 기체의 혼합물이 연소 공정에 공급되는 연소 공정을 포함할 수 있다. 결과적으로, 연소 생성물은 대부분 이산화탄소와 물이며 질소 부산물 또는 아르곤이 실질적으로 적다. 유리하게는, 순산소연소(oxycombustion) 공정으로부터의 이산화탄소 투입 스트림은 유의한 수준의 이산화탄소를 포함하고, 질소 및 산소가 실질적으로 없기 때문에, 광합성 생물반응기로부터의 기체 부산물 스트림은 임의의 미반응 이탄소와 함께 실질적으로 높은 농도의 산소 기체를 포함할 것이다. 광합성 생물반응기로부터의 기체 부산물 스트림은 순산소연소 공정 내에서 연료로서 순산소연소 단위로 다시 재순환될 수 있으며, 여기서 임의의 미반응 이산화탄소는 순산소연소 공정에 냉각을 제공한다.

예를 들어, 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시양태는 순산소연소 유닛(18)으로부터의 이산화탄소 투입 스트림을 포함한다. 이전의 실시양태에서와 같이, 이산화탄소는 제1 생물반응기(21)로 부산물 산소 기체와 함께 유기 중간체로 광합성에 의해 전환된다. 산소 기체 및 미반응 이산화탄소를 포함하는 부산물 산소 기체 스트림은 도관(22)을 통해 순산소연소 유닛(18)으로 보내진다. 또한, 도시되지는 않았지만, 순산소연소 유닛(18)으로부터의 이산화탄소 투입 스트림은 다른 실시양태와 관련하여 상기 기재한 바와 같이 냉각 및 가압될 수 있다 (예를 들어, 도 2 참조). 제1 생물반응기(21)에서 생성된 중간 생성물은 다른 실시양태와 일치하는 방식으로 제2 생물반응기(41)로 하류로 보내진다.

또 다른 실시양태에서, 비교적 순수한 이산화탄소 스트림이 제1 생물반응기(21)에 공급될 수 있다. 비교적 순수한 이산화탄소 스트림은 몇몇 공급원으로부터 수득될 수 있고 일반적으로 90 vol % 초과, 다른 실시양태에서 95 vol%, 그리고 다른 실시양태에서 99 vol% 초과의 이산화탄소를 함유하는 그러한 스트림을 포함한다. 상기에 설명한 바와 같이, 비교적 순수한 이산화탄소 스트림이 사용되는 경우, 본 발명의 방법은 제1 생물반응기(21)로부터 부산물 출력으로서 비교적 순수한 산소 기체 스트림 (즉, 질소 또는 아르곤 기체가 실질적으로 없음)을 생성한다. 이들 비교적 순수한 산소 기체 스트림은 예를 들어 에틸렌의 옥시염소화와 같은 산업적 적용에서 사용할 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 비교적 순수한 이산화탄소 스트림이 본 발명의 단계로서 생성되고 투입 스트림으로서 사용된다. 예를 들어, 이산화탄소를 함유하는 투입 스트림은 스트림을 제1 생물반응기(21)에 도입하기 전에 정제 및/또는 농축될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 이산화탄소 유입 스트림은, 예를 들어, 아민 스크러빙(scrubbing) 및 스트리핑(stripping) 기술을 사용하여 정제될 수 있다. 이전 실시양태 중 하나 이상에서와 같이, 정제된 이산화탄소 스트림을 제1 생물반응기에 제공함으로써, 비교적 고급 산소 기체 스트림이 제1 생물반응기를 나가는 부산물 스트림으로서 생성될 수 있다. 통상의 기술자는 이산화탄소 스트림을 정제 및/또는 농축하기 위한 아민 스크러빙 및 스트리핑 기술에 더하여 또는 그 대신에 다양한 이산화탄소 제거 및 분리 기술이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 기술은 막 분리, 고체 흡착제, 및 탄산칼륨과 같은 기타 용매 화학물질의 사용을 포함하나, 이제 제한되지는 않는다.

예시적인 실시양태는 이산화탄소 정제 유닛(16)으로부터 이산화탄소 투입 스트림을 수용하는 제1 생물반응기(21)를 포함하는 시스템(50)을 도시하는 도 5를 참조하여 기재될 수 있다. 도관(11')을 통해 제1 생물반응기(21)로 도입된다. 정제 유닛(16)은 도관(11')을 통해 제1 생물반응기(21)로 도입되는 정제된 이산화탄소 스트림을 생성한다. 도시되지는 않았지만, 연소 유닛으로부터의 이산화탄소 투입 스트림은 다른 실시양태와 관련하여 상기에 기재된 바와 같이 냉각 및 가압될 수 있다 (예를 들어, 도 2 참조). 이산화탄소는 생물반응기(21)에서 부산물 산소 기체와 함께 유기 중간체로 광합성으로 전환된다. 부산물 산소 기체는 도관(24)을 통해, 예를 들어, 비교적 높은 순도 산소를 요구하는 산업용 공정(26)으로 직접 또는 간접적으로 보내진다. 하나 이상의 실시양태에서, 생물반응기(41)에서 생성된 에틸렌은 또한 산업 공정(26)으로 보내질 수 있다. 도 5에는 도시되지 않았지만, 제2 생물반응기(41)로부터의 에틸렌 스트림은 산소 기체 전환, 이산화탄소 제거 (및 광합성 생물반응기로 다시 재순환), 및 에틸렌 정제를 포함하나 이에 제한되지는 않는, 다른 실시양태와 관련하여 기재된 바와 같이 하류 가공을 겪는 것으로 인식될 것이다.

다시, 광합성 생물반응기가 비교적 순수한 이산화탄소 스트림의 사용으로부터 유래될 수 있는 비교적 순수한 산소 부산물 스트림을 산출하는 실시양태에서, 비교적 순수한 산소 스트림이 산업적 적용에서 사용될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 광합성 생물반응기를 나가는 기체 스트림은 산소 기체 스트림에서 임의의 미반응 이산화탄소를 제거하기 위해 이산화탄소 제거를 겪을 수 있다. 이어서, 산소 기체 스트림을 원하는 산업적 적용으로 보낼 수 있다. 예를 들어, 이들 실시양태로부터의 산소 기체 스트림은 옥시염소화 유닛으로 보내질 수 있으며, 여기서 에틸렌이 산소 기체의 존재 하에 염산과 반응한다. 이 예 내에서, 에틸렌은 에틸렌-생성 생물반응기로부터 유래될 수 있다. 에틸렌-생성 생물반응기로부터의 에틸렌 스트림은 다른 실시양태와 관련하여 기재된 바와 같이 이산화탄소 제거 및 에틸렌 정제를 겪을 것임을 인식할 것이다.

이산화탄소 분리

하나 이상의 실시양태에서, 하류 이산화탄소 분리 (예를 들어, 이산화탄소 분리 유닛(61)에서)는 통상적인 아민 스크러빙/스트리핑을 사용하여 수행될 수 있다. 탄산칼륨을 사용한 용매 분리, 막 분리, 및 고체 흡착제 분리를 포함하나 이에 제한되지는 않는 다양한 다른 이산화탄소 분리 기술이 사용될 수 있다.

통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 아민 스크러빙 및 스트리핑 기술 또는 방법은 일반적으로 물 담체 내의 유기 아민에 의한 이산화탄소의 흡수 (즉, 스크러빙), 및 유기 아민으로부터 이산화탄소의 후속 재생 또는 방출 (즉, 스트리핑)을 포함한다. 이들 시스템 및 그의 사용 기술은 본원에 참조로 포함되는 미국 공개 번호 2009/0038314, 2009/0156696, and 2013/0244312에 기재된 바와 같이, 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. 또한 문헌 [Engineering Data Book, Vol. II, Sections 17-26; Gas Processors Suppliers Assoc. (1994)]을 참조할 수 있다.

아민 스크러빙/스트리핑 대신에 또는 이에 더하여, 막 분리 기술이 이용될 수 있다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 이들 막은 투과물을 통한 이산화탄소의 통과를 허용하는 중합체 또는 무기 미세다공성 막을 포함할 수 있다. 이들 막 및 그의 사용 기술은 본원에 참조로 포함된 미국 공개 번호 2008/0173179 및 2013/0312604에 기재된 바와 같이 널리 공지되어 있다. 아민 스크러빙/스트리핑 기술 대신에 막 분리가 사용되는 본 발명을 실시함에 있어서, 투과 스트림으로 이동할 수 있고 따라서 그렇지 않으면 고정 반응기 (즉, 제1 생물반응기)에 보내지고 이어서 궁극적으로 산소 스트림으로 이동하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 관련하여, 도관(73)을 통해 하류에서 에틸렌 처리 유닛(75')으로 보내지는 이산화탄소의 투과 스트림을 갖는 막 분리 유닛(61')을 포함하는 대안적인 시스템(20')을 나타내는 도 7을 참조하며, 상기 시스템은 스트림을 촉매적으로 처리하여 투과물 스트림이 도관(51')을 통해 생물반응기(21)로 다시 보내지기 전에 투과물 스트림 내의 임의의 잔류 에틸렌을 (예를 들어, 촉매 연소를 통해) 제거하도록 적합화될 수 있다.

에틸렌 정제

상기에 기재된 바와 같이, 제2 생물반응기(41)의 에틸렌-함유 생성물 스트림의 이산화탄소 분리 (예를 들어, 분리기(61) 내)는 도관(53)에 의해 운반되는 에틸렌-풍부 스트림을 생성한다. 이 에틸렌-풍부 스트림은 하위공정(subprocess)(100) 내에서의 정제 및 추후 사용을 위한 임의적 압축 및 임의적 수송을 겪을 수 있으며, 이는 도 6을 참조하여 가장 잘 기재되어 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 하위공정(100)은 하나 이상의 기술을 사용하여 도관(53)을 통해 제공되는 에틸렌-풍부한 스팀을 처리한다. 예를 들어, 에틸렌-풍부 스트림은 임의적 산소 기체 제거 유닛(101)에서 산소 기체 제거를 겪을 수 있다. 이 유닛 내에서, 에틸렌-풍부 스트림 내의 잔류 산소 기체는 예를 들어 에틸렌 일부의 촉매적 연소에 의해 소비된다. 하나 이상의 실시양태에서, 하위공정(100)은 가성 세척 유닛(Caustic wash unit)(103)에서 에틸렌 스트림의 연마를 포함할 수 있으며, 이는 임의의 잔류 이산화탄소를 제거한다 (예를 들어, 이산화탄소의 수준을 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 3 ppm미만으로 감소시킨다). 가성 세척 유닛(103)의 하류에서, 에틸렌-풍부 스트림은 분자체를 사용하는 탈수 유닛을 포함할 수 있는, 탈수 유닛(105)에서 탈수될 수 있다. 탈수 후에, 에틸렌-풍부 스트림은 프로필렌 냉각 유닛(108)에 의해 냉각될 수 있는 콘덴서(107)에서 응축될 수 있다. 통상의 기술자는 다양한 정제 단계 순서가 다수의 인자에 따라 변경될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 통상의 기술자는 정제 공정의 다양한 단계가 (예를 들어, 파이프라인을 통한) 사용 또는 수송에 필요할 수 있는 원하는 압력을 달성하는 것을 목표로 수행될 수 있음을 인식할 것이다. 이를 위해, 에틸렌-풍부 스트림은 2개의 추가 정제 단계 전, 후 또는 사이에 가압될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 스트림은 압축 유닛(99)에서 가압될 수 있다. 마찬가지로, 추가 가압은 에틸렌 생성물 펌프(109)에서 실시될 수 있다.

광합성 미생물

상기에 설명된 바와 같이, 제1 생물반응기는 빛 에너지의 존재 하에 이산화탄소 및 물을 유기 중간체로 전환시키는 하나 이상의 유형의 광합성 미생물을 함유하는 광합성 유기체 배양물을 함유한다. 다양한 실시양태에서, 광합성 미생물은 자연적으로 발생할 수 있다. 다른 실시양태에서, 광합성 미생물은 원하는 유기 중간체의 개선된 생성을 위해 유전적으로 변형될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 생물반응기와 함께 이용되는 광합성 미생물은 시아노박테리아와 같은 광합성 박테리아를 포함할 수 있다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 광합성 박테리아는 탄소를 고정시키기 위해 빛의 존재 하에 이산화탄소 및 물을 소비한다. 유리하게는, 호기성 조건 동안 시아노박테리아의 대사 경로의 주요 생성물은 산소 및 유기 중간체, 예컨대 당류이다. 통상의 기술자는 과도한 실험 없이 적합한 광합성 미생물을 선택하여 원하는 유기 중간체를 생성할 수 있을 것이다.

하나 이상의 실시양태에서, 원하는 유기 중간체는 수크로스, 덱스트로스, 크실로스, 글루코스, 프럭토스, 알파-케토글루타레이트, 또는 그의 혼합물을 포함한다.

예시적인 광합성 미생물은 시아노박테리아, 조류, 및 자색 박테리아를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 시아노박테리아의 유용한 유형은 산소 광합성을 수행하는 광합성 원핵생물을 포함한다. 본원에 개략된 목적에 유용한 시아노박테리아는 일반적으로 관련 기술분야에 널리 공지되어 있다. (예를 들어, 문헌 [Donald Bryant, The Molecular Biology of Cyanobacteria, published by Kluwer Academic Publishers (1994)]을 참조하며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함됨). 대표적인 예는 시넥초코커스(Synechococcus) 속의 시아노박테리아 예컨대 시넥초코커스 리비두스(Synechococcus lividus) 및 시넥초코커스 일롱가투스(Synechococcus elongatus) 및 시넥초코커스(Synechococcus) 속의 시아노박테리아 예컨대 시넥초시스티스 미네르바애(Synechocystis minervae) 및 신초시스티스(Synchocystis) Sp PCC 6803을 포함한다. 이와 관련하여, 미국 특허 번호 427807은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 사용될 수 있는 합성 미생물의 예는 미국 특허 번호 10,196,627에 개시된 것들을 포함하며, 이는 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 또 다른 예는 미국 특허 번호 9,914,947 및 9,309,541에 개시된 미생물을 포함하며, 이들은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.

하나 이상의 실시양태에서, 시아노박테리아는 표적 유기 중간체의 증강된 생성을 제공하는 하나 이상의 효소를 코딩하는 하나 이상의 외래 유전자를 발현하도록 유전적으로 변형된다. 하나 이상의 실시양태에서, 표적 유기 중간체는 수크로스, 덱스트로스, 크실로스, 글루코스, 프럭토스, 및 알파-케토글루타레이트를 포함한다. 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 바와 같이, 시아노박테리아 (및 생성된 효소)의 게놈에 추가된 특정한 유전자는 특정한 표적 유기 중간체에 의존할 것이다.

하나 이상의 실시양태에서, 변형된 광합성 미생물은 이산화탄소로부터 알파-케토글루타레이트를 형성하는 효소를 생성하는 변형된 뉴클레오티드 서열을 포함한다. 특정 실시양태에서, 이 변형된 광합성 미생물은 비-천연(non-native) AKGP 형성 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 알파-케토글루타레이트 투과효소 단백질 (AKGP)을 발현한다. 하나 이상의 실시양태에서, 변형된 미생물은 변형된 뉴클레오티드 서열이 결여된 대조군 미생물에 의해 생성된 것보다 더 많은 양의 효소를 생성한다. 이 양은 변형된 뉴클레오티드 서열이 결여된 대조군 미생물에 의해 생성된 양의 1% 초과, 다른 실시양태에서 50% 초과, 그리고 다른 실시양태에서 75% 초과일 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 알파-케토글루타레이트 (aKG)는 이소시트레이트 데히드로게나제 (ICD)에 의한 이소시트레이트의 산화적 탈카르복실화에 의해, 또는 글루타메이트 데히드로게나제 (GDH)에 의한 글루타메이트의 산화적 탈아민화에 의해 생성될 수 있다. 시아노박테리아에서 클로닝 및 aKG 생성을 위한 표적 효소는 ICD 효소: 1.1.1.42, 피. 플루로레센스(P. Fluorescens) ICD의 코딩 서열 (서열식별번호: 1, 서열식별번호: 2), ICD 효소: 1.1.1.42, 시넥초코커스 일롱가투스 PCC794의 코딩 서열 (서열식별번호: 3, 서열식별번호: 4), 및 GDH 효소: 1.4.1.2, 피. 플루로레센스의 코딩 서열 (서열식별번호: 5, 서열식별번호: 6)을 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 알파-케토글루타레이트를 형성하기 위한 효소는 이소시트레이트 데히드로게나제 (ICD) 단백질, 글루타메이트 데히드로게나제 (GDH) 단백질, 또는 그의 조합으로부터 선택된다.

특정 실시양태에서, 변형된 광합성 미생물은 서열식별번호: 2와 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 변형된 ICD 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 1과 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는 ICD를 발현한다. 특정 실시양태에서, 변형된 미생물은 서열식별번호: 4와 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 변형된 ICD 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 3과 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는 ICD를 발현한다. 특정 실시양태에서, 변형된 미생물은 서열식별번호: 6과 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 변형된 GDH 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 5와 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는 GDH를 발현한다.

하나 이상의 실시양태에서, 유기 중간체는 수크로스이다. 이러한 실시양태의 일부에서, 예를 들어, 시아노박테리아 (시넥초코커스 일롱가투스, 시텍초시스티스)는 에틸렌 생성 미생물의 성장을 위한 기질로서 작용하는 수크로스를 생성하도록 조작될 수 있다. 수크로스를 생성하기 위한 시넥초코커스 일롱가투스 PCC 7942의 다양한 조작 방법은 한 유전자 (cscB)의 활성화 및 한 유전자 (GlgC)의 결실을포함할 수 있다.

이들 실시양태 중 하나 이상에서, 변형된 광합성 미생물은 수크로스 신타제 단백질을 발현한다. 하나 이상의 실시양태에서, 수크로스 신타제 단백질은 서열식별번호: 10과 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 변형된 수크로스 신타제 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 9와 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는다. 이들 실시양태 중 하나 이상에서, 변형된 미생물은 수크로스 포스페이트 신타제 단백질을 발현한다. 하나 이상의 실시양태에서, 수크로스 포스페이트 신타제 단백질은 서열식별번호: 12와 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 변형된 수크로스 포스페이트 신타제 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 11과 적어도 98%, 또는 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 85% 동일한 아미노산 서열을 갖는다.

본원에 사용된 바와 같이, 서열 동일성은 서열을 비교함으로써 결정되는 바와 같이, 2개 이상의 아미노산 (폴리펩티드 또는 단백질) 서열 또는 2개 이상의 핵산 (폴리뉴클레오티드) 서열 사이의 관계이다. 서열 동일성 또는 유사성은 전형적으로 각각의 서열의 전체 길이에 걸쳐 비교된다. 통상의 기술자는 "동일성"이 경우에 따라 그러한 서열의 스트링 사이의 일치에 의해 결정되는 바와 같이, 아미노산 또는 핵산 서열 사이의 서열 관련성의 정도를 지칭한다는 것을 인식한다. 2개의 아미노산 서열 사이의 "유사성"은 아미노산 서열 및 한 폴리펩티드의 그의 보존된 아미노산 치환체를 제2 폴리펩티드의 서열과 비교함으로써 결정된다. 통상의 기술자는 다양한 공지된 방법에 의해 "동일성" 및 "유사성"을 용이하게 계산할 수 있다. 예를 들어, 동일성과 유사성을 결정하는 방법은 공개적으로 이용가능한 컴퓨터 프로그램, 예컨대 NCBI로부터 공개적으로 이용가능한, BestFit, BLASTP (단백질 기본 로컬 정렬 검색 도구(Protein Basic Local Alignment Search Tool)), BLASTN (뉴클레오타이드 기본 로컬 정렬 검색 도구(Nucleotide Basic Local Alignment Search Tool)), FASTA (Altschul, S. F. et al., J. Mol. Biol. 215:403-410 (1990), 및 다른 공급원 (BLAST. RTM. Manual, Altschul, S., et al., NCBI NLM NIH Bethesda, Md. 20894)에 코드화되어 있다. EMBOSS를 사용한 아미노산 서열 비교를 위한 예시적인 파라미터는 갭 개방(gap open) 10.0, 갭 연장(gap extend) 0.5, Blosum 매트릭스이다. EMBOSS를 사용한 핵산 서열 비교를 위한 예시적인 파라미터는 갭 개방 10.0, 갭 연장 0.5, DNA전체 매트릭스 (DNA 동일성 매트릭스)이다. 통상의 기술자가 이해하는 바와 같이, 상이한 종 간의 DNA/단백질 서열은 유전자 은행(Gene bank), KEG, BLAST 및 앙상블(Ensemble)과 같은 온라인 데이터를 사용하여 서열의 상동성을 결정하기 위해 비교될 수 있다. 통상의 기술자는 또한 유사한 측쇄를 갖는 잔기의 상호교환성을 지칭하는, 소위 "보존적" 아미노산 치환을 고려할 수 있다. 예를 들어, 지방족 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 글리신, 알라닌, 발린, 류신, 및 이소류신이고; 지방족-히드록실 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 세린 및 트레오닌이고; 아미드-함유 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 아스파라긴 및 글루타민이며; 방향족 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 페닐알라닌, 티로신, 및 트립토판이고; 염기성 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 라이신, 아르기닌. 및 히스티딘이고; 황-함유 측쇄를 갖는 아미노산의 그룹은 시스테인 및 메티오닌이다. 본원에 개시된 아미노산 서열의 치환 변이체는 개시된 서열에서 적어도 하나의 잔기가 제거되고 그 자리에 상이한 잔기가 삽입된 것들이다. 바람직하게는, 아미노산 변화는 보존적이다. 천연 발생 아미노산 각각에 대한 바람직한 보존적 치환은 다음과 같다: Ala에서 ser로; Arg에서 lys로; Asn에서 gin 또는 his로: Asp에서 glu로; Cys에서 ser 또는 ala로; Gin에서 asn으로; Glu에서 asp로; Gly에서 pro로; His에서 asn 또는 gin으로; lie에서 leu 또는 val로; Leu에서 ile 또는 val로; Lys에서 arg로; gin 또는 glu; Met에서 leu 또는 ile로; Phe에서 met, leu 또는 tyr로; Ser에서 thr로; Thr에서 Ser로; Trp에서 tyr로; Tyr에서 trp 또는 phe로; 및, Val에서 ile 또는 leu로.

달리 언급되지 않는 한, 용어 "적합화된(adapted)" 또는 "적합화된 코돈(codon adapted)"은 본원에 개시된 바와 같은 폴리뉴클레오티드의 "코돈 최적화"를 지칭하며, 이의 서열은 천연 또는 비-천연일 수 있거나, 다른 미생물에서의 발현을 위해 적합화될 수 있다. 코돈 최적화는 코딩된 폴리펩티드에 대한 코돈 용법을 폴리펩티드가 발현되는 유기체의 코돈 편향에 맞게 적합화한다. 코돈 최적화는 일반적으로 숙주 세포에서 코딩된 폴리펩티드의 생성 수준을 증가시키는 데 도움이 된다.

특정 실시양태에서, 변형된 광합성 미생물은 글루코스-1-포스페이트 아데닐릴트랜스퍼라제 단백질의 발현이 결여된 델타-glgc (Aglgc) 돌연변이 미생물을 포함한다. 유사하게, 기능성 ADP-글루코스 피로포스포릴라제 효소가 결여된 시아노박테리아 세포는 미국 특허 번호 9,309,541 및 9,309,541에 기재된 바와 같이 공지되어 있으며, 이들은 전문이 본원에 참조로 포함된다.

에틸렌 생성 미생물

상기에 기재된 바와 같이, 에틸렌-생성 유기체는 광합성 생물반응기에서 생성된 유기 중간체를 소비함으로써 에틸렌을 생성하도록 자연적으로 생성되거나 유전적으로 변형된 유기체를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기와 함께 이용되는 미생물은 에틸렌 형성 효소 (efe) 유전자를 발현하거나, 발현하도록 유전적으로 변형된 그러한 미생물을 포함한다. 이들 미생물은 본원에서 발효 미생물로 지칭될 수 있다. 에틸렌을 생성하거나, 생성하도록 변형된 미생물은 관련 기술분야에 널리 공지되어 있으며 기재된 반응 조건 하에 표적 유기 중간체로부터 에틸렌을 생성할 수 있는 임의의 미생물이 사용될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 원하는 미생물은 그렇지 않으면 본원에 기재된 방법을 방해할 어떤 것도 생성하지 않다.

예시적인 efe-형성 미생물은 슈도모나스 시링가에, 슈도모나스 시링가에 피브. 글리시니아(Pseudomonas syringae pv. Glycinia), 및 페니실리움 디지타툼(Penicillium digitatum)을 포함하며, 이들 모두 자연적으로 efe를 발현한다. 다른 실시양태에서, 제2 반응기 내의 미생물은 슈도모나스 시링가에 또는 페니실리움 디지타툼에서 자연적으로 발견되는 것과 같은 efe 유전자를 발현하거나 과발현하는 변형된 미생물을 포함한다. 이들 실시형태에서, 하나 이상의 efe 유전자의 하나 이상의 카피는 그렇게 하기 위해 관련 기술분야에 공지된 수많은 방법 중 임의의 하나를 사용하여 숙주 미생물 내로 형질감염된다. 유용한 숙주 미생물은 에스테리치아 콜라이(Escherichia coli) (이. 콜라이(E. Coli)), 사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae), 슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida), 트리코데르마 비리데(Trichoderma viride), 및 트리코데르마 리이세이(Trichoderma reesei)를 제한 없이 포함할 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, efe를 생성하기 위한 변형 미생물은 문헌 [Wang, J.P., et al., "Metabolic engineering for 에틸렌 생성 by inserting the ethylene-forming enzyme gene (efe) at the 16S rDNA sites of Pseudomonas putida KT2440" Biosource Technology, (2010) 101: 6404-6409]에 설명된 바와 같이 생성될 수 있으며, 상기 문헌의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 이들 실시양태에서, efe 유전자는 피. 시링가에 피브. 글리시니아(P. syringae pv. glycinea) ICMP2189로부터 클로닝되고 이중 교차 재조합을 사용하여 슈도모나스 푸디타(Pseudomonas pudita) KT2440 숙주의 하나 이상의 16S rDNA 부위에 삽입된다.

상기에 설명된 바와 같이, 하나 이상의 실시양태에서, efe 효소를 생성하는 미생물은 유전자 조작된 미생물을 포함할 것이다. 하나 이상의 실시양태에서, efe-형성 미생물은 발현될 때 efe를 생성하는 하나 이상의 외래 뉴클레오티드 서열을 그의 DNA 내에 포함하는 변형된 미생물이다. 하나 이상의 실시양태에서, 변형된 미생물은 변형된 뉴클레오티드 서열이 결여된 대조군 미생물에 의해 생성된 것보다 더 많은 양의 efe 효소를 생성한다. 이 양은 변형된 뉴클레오티드 서열이 결여된 대조군 미생물에 의해 생성된 양의 5% 초과, 다른 실시양태에서 50% 초과, 그리고 다른 실시양태에서 75% 초과일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 유전적으로 변형된 미생물은 발현될 때 efe를 생성하는 외래 뉴클레오티드 서열의 2개 이상의 카피를 함유하도록 변형되어 에틸렌 생성을 추가로 개선할 것이다.

하나 이상의 실시양태에서, 슈도모나스 사바스타노이 피브. 파세오리콜라(Pseudomonas savastanoi pv. Phaseolicola) efe 단백질 (진뱅크: KPB44727.1, 서열식별번호: 8)은 pET-30a(+) 벡터 플라스미드로 클로닝될 수 있다. 상응하는 뉴클레오티드 서열은 또한 이. 콜라이 (서열식별번호: 7)에서의 발현에 적합화된 코돈일 수 있고 C-말단 말단에 임의적 His 태그 다음에 정지 코돈 및 HindIII 부위를 함유할 수 있다. Ndel 부위는 또한 5-프라임 말단에서 클로닝을 위해 사용될 수 있으며, 여기서 Ndel 부위는 ATG 시작 코돈을 포함한다. 다양한 실시양태에서, 이. 콜라이 BL21 (DE3) 적격 세포는 재조합 플라스미드로 형질전환될 수 있다.

일부 실시양태에서, 암피실린(Ampicillin) 카세트는 Lad 유전자의 존재 하에 IPTG 유도성 프로모터 (pTrc)에 의해 활성화될 수 있고; LacI 유전자는 Laclq 프로모터 (서열식별번호: 13)에 의해 조절될 수 있다.

특정 실시양태에서, 에틸렌-형성 재조합 미생물은 서열식별번호: 8과 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 80% 동일한 뉴클레오티드 서열을 갖는 비-천연 efe 단백질 뉴클레오티드 서열을 발현함으로써 서열식별번호: 7과 적어도 95%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 80% 동일한 아미노산 서열을 갖는 efe 단백질을 발현한다.

통상의 기술자는 수율을 증가시키고 공정 내에서 미생물의 관리를 돕기 위해 (예를 들어, 생성물 스트림 또는 반응 매질로부터 미생물을 분리하는 것을 돕기 위해) 미생물을 고정화시키는 것이 유리할 수 있음을 인식한다. 하나 이상의 실시양태에서, 미생물은 고표면적 지지 매체와 같은 지지 매체에 고정화되나, 이에 제한되지는 않는다. 유용한 고표면적 지지 재료는 스폰지, 섬유질 물질, 바이오-볼, 세라믹 필터 등을 포함할 수 있다.

최초의 생물반응기 (광합성 생물반응기)

다시 도면을 참조하면, 제1 생물반응기(21)는 단일 반응 용기를 포함할 수 있거나 이는 상보적인 방식으로 작동할 수 있는 복수개 (즉, 2개 이상) 반응 용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 반응기 용기는 원하는 광합성 반응을 촉진하기 위해 동시에 또는 연속하여 작동할 수 있다.

통상의 기술자는 일반적으로 미생물을 유지하고 원하는 광합성 반응을 촉진하기 위해 제1 생물반응기(21)로 유지되어야 하는 적절한 조건을 인식한다. 하나 이상의 실시양태에서, 물은 반응물이고 제1 생물반응기(21) 내에서 반응 매질로서도 작용한다.

하나 이상의 실시양태에서, 광합성 생물반응기 내의 반응기 매질은 약 25 내지 약 70℃, 다른 실시양태에서 약 35 내지 약 60℃, 그리고 다른 실시양태에서 약 약 40 내지 약 50℃의 온도에서 유지된다. 이들 또는 다른 실시양태에서, 광합성 생물반응기 내의 반응 매질은 약 5.0 내지 약 8.5, 다른 실시양태에서 약 5.5 내지 약 8.0, 그리고 다른 실시양태에서 약 6.0 내지 약 7.0의 pH에서 유지된다.

하나 이상의 실시양태에서, 광합성 생물반응기는 efe 유전자를 생성하거나 생성하도록 적합화된 미생물이 실질적으로 없다.

하나 이상의 실시양태에서, 제1 생물반응기는 생물반응기에 적어도 반응물 (예를 들어, 이산화탄소)을 도입하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함한다. 이들 또는 다른 실시양태에서, 제1 생물반응기는 생물반응기로부터 적어도 하나의 생성물 또는 적어도 하나의 부산물을 제거하기 위한 적어도 하나의 출구를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 생물반응기(21)는 기체 생성물/부산물을 위한 출구 및 액체 유출물을 위한 출구를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 생물반응기(21)는 입구 및 출구를 제외하고는 폐쇄 시스템이다. 다른 실시양태에서, 생물반응기(21)는 개방형 시스템이다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 생물반응기는 연속 교반 탱크 반응기, 기체 부양 반응기(gas lift reactor), 루프 반응기, 및 유동층 반응기로부터 선택된다. 하나 이상의 실시양태에서, 제1 생물반응기는 10,000 갤런 초과, 다른 실시양태에서 100,000 갤런 초과, 다른 실시양태에서 1,000,000 갤런 초과의 용량을 갖는다.

제2 생물반응기 (에틸렌-생성 생물반응기)

다시 도면을 참조하면, 제2 생물반응기(41)는 단일 반응 용기를 포함할 수 있거나 이는 상보적 방식으로 작동할 수 있는 복수개 (즉, 2개 이상) 반응 용기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 2개 이상의 반응기 용기는 중간체를 에틸렌으로 전환시키는 원하는 반응을 촉진하기 위해 동시에 또는 연속하여 작동할 수 있다.

통상의 기술자는 일반적으로 미생물을 유지하고 원하는 에틸렌-형성 반응을 촉진하기 위해 제2 생물반응기로 유지되어야 하는 적절한 조건을 인식한다. 하나 이상의 실시양태에서, 물은 제2 반응기에서 반응 매질로서 작용한다.

하나 이상의 실시양태에서, 에틸렌-형성 생물반응기 내의 반응기 매질은 약 25 내지 약 70℃, 다른 실시양태에서 약 35 내지 약 60℃, 그리고 다른 실시양태에서 약 40 내지 약 50℃의 온도에서 유지된다. 이들 또는 다른 실시양태에서, 에틸렌 형성 생물반응기 내의 반응 매질은 약 6.0 내지 약 9.5, 다른 실시양태에서 약 6.5 내지 약 9.0, 그리고 다른 실시양태에서 약 7.0 내지 약 8.0의 pH로 유지된다.

하나 이상의 실시양태에서, 에틸렌 형성 생물반응기는 산소를 생성하거나 생성하도록 적합화된 미생물이 실질적으로 없다. 예를 들어, 제2 생물반응기는 광합성 미생물 (예를 들어, 캘빈 회로(Calvin Cycle)에 의해 작동하는 미생물)이 없거나 실질적으로 없다.

하나 이상의 실시양태에서, 에틸렌-형성 생물반응기는 혐기성 조건 하에 유지된다. 하나 이상의 실시양태에서, 에틸렌-형성 생물반응기는 빛 에너지의 실질적인 부재 하에 유지된다.

하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기는 유기 중간 생성물 스트림을 생물반응기로 도입하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함한다. 이들 또는 다른 실시양태에서, 제2 생물반응기는 생성물을 제거하기 위한 적어도 하나의 출구 (예를 들어, 에틸렌 기체용 기체 출구) 및 제2 생물반응기로부터의 적어도 하나의 부산물(예를 들어, 이산화탄소)을 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기는 또한 액체 유출물 (예를 들어, 물 및 미반응 유기 중간체)의 제거를 위한 유출물 출구를 포함한다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기는 연속 교반 탱크 반응기, 루프 반응기, 및 유동층 반응기로부터 선택된다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기는 10,000 갤런 초과, 다른 실시양태에서 100,000 갤런 초과, 다른 실시양태에서 1,000,000 갤런 초과의 용량을 갖는다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 생물반응기는 반응물 입구 및 생성물 또는 부산물 출구를 제외하고는 폐쇄 시스템을 제공하도록 적합화된다.

하나 이상의 실시양태에서, 제2 반응기 내의 미생물의 농도는 반응기의 단위 부피당 건조 세포 중량을 기준으로 하여 정량화될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 실시양태에서, 제2 반응기 내의 미생물 농도는 리터당 건조 세포 중량 10 그램 초과, 다른 실시양태에서 50 그램 초과, 그리고 다른 실시양태에서 100 그램 초과이다.

재조합 미생물을 형성하기 위한 기술

특정 실시양태에서, 중간체 형성 효소를 발현하기 위한 또는 efe를 위한 뉴클레오티드 서열은 미생물 발현 벡터 내로 삽입된다. 다양한 실시양태에서, 미생물 발현 벡터는 박테리아 벡터 플라스미드, 상동 재조합 시스템의 뉴클레오티드 가이드, 항생제-내성 시스템, 단백질 정제 및 검출을 위한 보조 시스템, CRISPR CAS 시스템, 파지 디스플레이 시스템, 또는 그의 조합을 포함할 수 있다.

상기에 설명된 바와 같이, 하나 이상의 실시양태에서, efe 발현 뉴클레오티드 서열의 다중 카피가 에틸렌 형성 미생물에 삽입될 수 있다. 유사하게, 뉴클레오티드 서열을 발현하는 중간 효소의 다중 카피가 광합성 미생물에 삽입될 수 있다. 벡터 및/또는 숙주 게놈에 삽입된 유전자의 카피 수는 본원에 "카피 수"로 지칭된다. 특정 실시양태에서, efe 발현 뉴클레오티드 서열은 미생물 발현 벡터에서 1 초과, 다른 실시양태에서 10 초과, 다른 실시양태에서 100 초과, 그리고 다른 실시양태에서 250 초과의 카피 수를 갖는다. 명백한 바와 같이, 뉴클레오티드 서열을 발현하는 efe의 다중 카피를 발현하는 것은 에틸렌 수율을 증가시킬 수 있고, 따라서 상업적 규모에서 에틸렌 생성의 부피 및 비용을 감소시킬 수 있다.

특정 실시양태에서, 미생물 발현 벡터는 적어도 하나의 미생물 발현 프로모터를 포함한다. 통상의 기술자에 의해 이해되는 바와 같이, 미생물 발현 프로모터는 나중의, 대개 인접한 DNA 서열의 전사를 개시하는 뉴클레오티드 서열이고 구성적이거나 유도성일 수 있다. 특정 실시양태에서, 적어도 하나의 미생물 발현 프로모터는 광 민감성 프로모터, 화학적 민감성 프로모터, 온도 민감성 프로모터, Lac 프로모터, T7 프로모터, CspA 프로모터, 람다 PL 프로모터, 람다 CL 프로모터, 연속적으로 생성하는 프로모터, psbA 프로모터, 또는 그의 조합을 제한 없이 포함한다. 특정 실시양태에서, 유기 중간체의 양 및/또는 생성되는 에틸렌의 양을 제어하기 위해 적어도 하나의 촉진제 유도제가 생물반응기 또는 생물반응기 내의 반응 매질에 첨가될 수 있다. 특정 실시양태에서, 프로모터 유도제는 락토스, 크실로스, IPTG, 한랭 쇼크, 열 쇼크, 또는 그의 조합을 포함한다.

하나 이상의 실시양태에서, ICD 및 GDH 유전자는 pSyn6 플라스미드 구축물 (pSyn6_ICD 및 pSyn6_GDH) 내로 클로닝된 gBlocks™ 유전자 단편을 사용하여 합성될 수 있다. pSyn6 플라스미드로의 클로닝을 위해, 에스. 일롱가투스(S. elongatus) ICD 코딩 서열은 N-말단 HindIII 및 C-말단 BamHI 인식 부위 (서열식별번호: 4)에 의해 플랭킹된다. 플라스미드 구축물을 사용하여, ICD 및 GDH 유전자를 변형되지 않은 에스. 일롱가투스 또는 에스. 일롱가투스 Aglgc 돌연변이 균주로 클로닝할 수 있다 (실시예 2 참조). 표적 유전자의 1-3개 카피 사이에 형질전환될 수 있다. ICD 및 GCH 유전자의 클로닝은 PCR 및 서열분석에 의해 확인할 수 있다. aKG 합성 및 정량화는 SDS-PAGE, 웨스턴 블롯(Western Blot) 및 에틸렌 생성 검정에 의해 평가할 수 있다.

하나 이상의 실시양태에서, 시아노박테리아의 글리코겐 돌연변이 균주를 생성하는 것은 박테리아의 경로를 변경하여 aKG와 같은 더 높은 농도의 케토산을 생성하고 또한 분비할 것이다. 글리코겐 돌연변이 시아노박테리아는 glgc 유전자 (Aglgc)의 돌연변이를 통해 글리코겐 결핍 균주를 생성함으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 암피실린 내성 (AmpR) 유전자는 gBlocks™를 사용하여 합성될 수 있고 플라스미드 구축물에 통합될 수 있다. 플라스미드 구축물은 야생형 시아노박테리아 (예를 들어, 시텍초시스티스, 시네초코커스 일롱가투스 2973, 시넥초코커스 일롱가투스 2434)로 형질전환될 수 있다. 이어서 야생형 glgc 유전자의 일부를 AmpR 유전자에 의해 대체하여 돌연변이 균주를 생성할 수 있다. Aglgc 돌연변이 균주는 AmpR 함유 배지에서 성장시킨 후에, PCR 및 서열분석에 의해 확인할 수 있다.

휘발성 기체의 수준 유지

하나 이상의 실시양태에서, 제2 반응기는 안전한 수준의 산소 기체를 포함한다. 특히, 제2 반응기의 헤드 공간 및 제2 반응기의 기체 유출 스트림은 에틸렌에 비해 안전한 수준의 산소 기체를 포함한다. 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 에틸렌 스트림 내 산소 기체의 상업적으로 허용되는 수준은 존재하는 에틸렌 수준을 고려하는 폭발 하한치(lower explosion limit) (LEL)에 의해 정의될 수 있다. 하나 이상의 실시양태에서, 제2 반응기 내 (즉, 반응기의 헤드 공간 내 또는 기체 유출 스트림 내) 산소의 양은 허용가능한 LEL 미만이고, 다른 실시양태에서 허용가능한 LEL의 80% 미만이고, 그리고 다른 실시예에서 허용가능한 LEL의 50% 미만 이다.

공정 특징

본원에 기재된 바와 같이, 본 발명의 방법은 높은 탄소 효율로 이산화탄소를 에틸렌으로 전환시키는 동시에 생합성 공정을 사용함으로써 에틸렌과 산소의 공동-생성과 연관된 안전 문제를 해결하는 데 효과적이다.

하나 이상의 실시양태에서, 본 발명의 방법은 100 초과, 다른 실시양태에서 500 초과, 다른 실시양태에서 1000 초과, 다른 실시양태에서 1500 초과, 다른 실시양태에서 2000 초과, 그리고 다른 실시양태에서 2500 μmol/gCDW/시간 초과 (여기서 CDW는 세포 건조 중량을 지칭함)의 생성 속도로 에틸렌을 생성한다.

본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않는 다양한 수정 및 변경은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해 질 것이다. 본 발명은 본원에 설명된 예시적인 실시양태에 정식으로 제한되는 것은 아니다.

SEQUENCE LISTING <110> Oxy Low Carbon Ventures, LLC <120> METHOD FOR PRODUCING ETHYLENE FROM CARBON DIOXIDE <130> OOG.P.US0027 <150> 62/992689 <151> 2020-03-20 <160> 13 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 418 <212> PRT <213> Pseudomonas fluorescens <220> <221> MISC_FEATURE <223> isocitrate dehydrogenase enzyme <400> 1 Met Gly Tyr Lys Lys Ile Gln Val Pro Ala Val Gly Asp Lys Ile Thr 1 5 10 15 Val Asn Ala Asp His Ser Leu Asn Val Pro Asp Asn Pro Ile Ile Pro 20 25 30 Phe Ile Glu Gly Asp Gly Ile Gly Val Asp Val Ser Pro Val Met Ile 35 40 45 Lys Val Val Asp Ala Ala Val Glu Lys Ala Tyr Gly Gly Lys Arg Lys 50 55 60 Ile Ser Trp Met Glu Val Tyr Ala Gly Glu Lys Ala Thr Gln Val Tyr 65 70 75 80 Asp Gln Asp Thr Trp Leu Pro Gln Glu Thr Leu Asp Ala Val Lys Asp 85 90 95 Tyr Val Val Ser Ile Lys Gly Pro Leu Thr Thr Pro Val Gly Gly Gly 100 105 110 Ile Arg Ser Leu Asn Val Ala Leu Arg Gln Gln Leu Asp Leu Tyr Val 115 120 125 Cys Leu Arg Pro Val Val Trp Phe Glu Gly Val Pro Ser Pro Val Lys 130 135 140 Lys 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PPC794 <220> <221> MISC_FEATURE <223> isocitrate dehydrogenase enzyme <400> 3 Met Tyr Glu Lys Ile Gln Pro Pro Ser Glu Gly Ser Lys Ile Arg Phe 1 5 10 15 Glu Ala Gly Lys Pro Ile Val Pro Asp Asn Pro Ile Ile Pro Phe Ile 20 25 30 Arg Gly Asp Gly Thr Gly Val Asp Ile Trp Pro Ala Thr Glu Arg Val 35 40 45 Leu Asp Ala Ala Val Ala Lys Ala Tyr Gly Gly Gln Arg Lys Ile Thr 50 55 60 Trp Phe Lys Val Tyr Ala Gly Asp Glu Ala Cys Asp Leu Tyr Gly Thr 65 70 75 80 Tyr Gln Tyr Leu Pro Glu Asp Thr Leu Thr Ala Ile Arg Glu Tyr Gly 85 90 95 Val Ala Ile Lys Gly Pro Leu Thr Thr Pro Ile Gly Gly Gly Ile Arg 100 105 110 Ser Leu Asn Val Ala Leu Arg Gln Ile Phe Asp Leu Tyr Ala Cys Val 115 120 125 Arg Pro Cys Arg Tyr Tyr Thr Gly Thr Pro Ser Pro His Arg Thr Pro 130 135 140 Glu Gln Leu Asp Val Val Val Tyr Arg Glu Asn Thr Glu Asp Ile Tyr 145 150 155 160 Leu Gly Ile Glu Trp Lys Gln Gly Asp Pro Thr Gly Asp Arg Leu Ile 165 170 175 Lys Leu Leu Asn Glu Asp Phe Ile Pro Asn Ser Pro Ser Leu Gly Lys 180 185 190 Lys Gln Ile Arg Leu Asp Ser Gly Ile Gly Ile Lys Pro Ile Ser Lys 195 200 205 Thr Gly Ser Gln Arg Leu Ile Arg Arg Ala Ile Glu His Ala Leu Arg 210 215 220 Leu Glu Gly Arg Lys Arg His Val Thr Leu Val His Lys Gly Asn Ile 225 230 235 240 Met Lys Phe Thr Glu Gly Ala Phe Arg Asp Trp Gly Tyr Glu Leu Ala 245 250 255 Thr Thr Glu Phe Arg Thr Asp Cys Val Thr Glu Arg Glu Ser Trp Ile 260 265 270 Leu Ala Asn Gln Glu Ser Lys Pro Asp Leu Ser Leu Glu Asp Asn Ala 275 280 285 Arg Leu Ile Glu Pro Gly Tyr Asp Ala Met Thr Pro Glu Lys Gln Ala 290 295 300 Ala Val Val Ala Glu Val Lys Ala Val Leu Asp Ser Ile Gly Ala Thr 305 310 315 320 His Gly Asn Gly Gln Trp Lys Ser Lys Val Leu Val Asp Asp Arg Ile 325 330 335 Ala Asp Ser Ile Phe Gln Gln Ile Gln Thr Arg Pro Gly Glu Tyr Ser 340 345 350 Val Leu Ala Thr Met Asn Leu Asn Gly Asp Tyr Ile Ser Asp Ala Ala 355 360 365 Ala Ala Val Val Gly Gly Leu Gly Met Ala Pro Gly Ala Asn Ile Gly 370 375 380 Asp Glu Ala Ala Ile Phe Glu Ala Thr His Gly Thr Ala Pro Lys His 385 390 395 400 Ala Gly Leu Asp Arg Ile Asn Pro Gly Ser Val Ile Leu Ser Gly Val 405 410 415 Met Met Leu Glu Tyr Leu Gly Trp Gln Glu Ala Ala Asp Leu Ile Thr 420 425 430 Lys Gly Ile Ser Gln Ala Ile Ala Asn Arg Glu Val Thr Tyr Asp Leu 435 440 445 Ala Arg Leu Met Glu Pro Ala Val Asp Gln Pro Leu Lys Cys Ser Glu 450 455 460 Phe Ala Glu Ala Ile Val Lys His Phe Asp Asp 465 470 475 <210> 4 <211> 1450 <212> DNA <213> Synechococcus elongatus PCC794 <220> <221> misc_feature <223> isocitrate dehydrogenase enzyme coding sequesnce 1.1.1.42 <400> 4 agggcaagct tatgtacgag aagattcaac cccctagcga aggcagcaaa attcgctttg 60 aagccggcaa gccgatcgtt cccgacaacc cgatcattcc cttcattcgt ggtgacggca 120 ctggcgttga tatctggccc gcaactgagc gcgttctcga tgccgctgtc gctaaagcct 180 atggcggtca gcgcaaaatc acttggttca aagtctacgc gggtgatgaa gcctgcgacc 240 tctacggcac ctaccaatat ctgcctgaag atacgctgac agcgatccgc gagtacggcg 300 tggcaatcaa aggcccgctg acgacgccga tcggtggtgg cattcgatcg ctgaacgtgg 360 cgctacggca aatcttcgat ctctatgcct gcgtccgccc ctgtcgctac tacaccggca 420 caccctcgcc ccaccgcacg cccgaacaac tcgatgtggt ggtctaccgc gaaaacaccg 480 aggatatcta cctcggcatc gaatggaagc aaggtgatcc caccggcgat cgcctgatca 540 agctgctgaa cgaggacttc attcccaaca gccccagctt gggtaaaaag caaatccgtt 600 tggattccgg cattggtatt aagccgatca gtaaaacggg tagccagcgt ctgattcgtc 660 gtgcgatcga gcatgcccta cgcctcgaag gccgcaagcg acatgtcacc cttgtccaca 720 agggcaacat catgaagttc acggaaggtg ctttccggga ctggggctat gaactggcca 780 cgactgagtt ccgaaccgac tgtgtgactg aacgggagag ctggattctt gccaaccaag 840 aaagcaagcc ggatctcagc ttggaagaca atgcgcggct catcgaacct ggctacgacg 900 cgatgacgcc cgaaaagcag gcagcagtgg tggctgaagt gaaagctgtg ctcgacagca 960 tcggcgccac ccacggcaac ggtcagtgga agtctaaggt gctggttgac gatcgcattg 1020 ctgacagcat cttccagcag attcaaaccc gcccgggtga atactcggtg ctggcgacga 1080 tgaacctcaa tggcgactac atctctgatg cagcggcggc ggtggtcggt ggcctgggca 1140 tggcccccgg tgccaacatt ggcgacgaag cggcgatctt tgaagcgacc cacggcacag 1200 cgcccaagca cgctggcctc gatcgcatta accccggctc ggtcatcctc tccggcgtga 1260 tgatgctgga gtacctaggc tggcaagagg ctgctgactt gatcaccaag ggcatcagcc 1320 aagcgatcgc taaccgtgag gtcacctacg atctggctcg gttgatggaa ccggcggttg 1380 atcaaccact caagtgctcg gaatttgccg aagccatcgt caagcatttc gacgattagg 1440 gatccagcgc 1450 <210> 5 <211> 1628 <212> PRT <213> Pseudomonas fluorescens <220> <221> MISC_FEATURE <223> glutamate dehydrogenase enzyme <400> 5 Met Ala Phe Phe Thr Ala Ala Ser Lys Ala Asp Phe Gln His Gln Leu 1 5 10 15 Gln Ala Ala Leu Ala Gln His Ile Ser Glu Gln Ala Leu Pro Gln Val 20 25 30 Ala Leu Phe Ala Glu Gln Phe Phe Gly Ile Ile Ser Leu Asp Glu Leu 35 40 45 Thr Gln Arg Arg Leu Ser Asp Leu Ala Gly Cys Thr Leu Ser Ala Trp 50 55 60 Arg Leu Leu Glu Arg Phe Asp His Ala Gln Pro Gln Val Arg Val Tyr 65 70 75 80 Asn Pro Asp Tyr Glu Arg His Gly Trp Gln Ser Thr His Thr Ala Val 85 90 95 Glu Val Leu His His Asp Leu Pro Phe Leu Val Asp Ser Val Arg Thr 100 105 110 Glu Leu Asn Arg Arg Gly Tyr Ser Ile His Thr Leu Gln Thr Thr Val 115 120 125 Leu Ser Val Arg Arg Gly Ser Lys Gly Glu Leu Leu Glu Ile Leu Pro 130 135 140 Lys Gly Thr Thr Gly Glu Gly Val Leu His Glu Ser Leu Met Tyr Leu 145 150 155 160 Glu Ile Asp Arg Cys Ala Asn Ala Ala Glu Leu Asn Val Leu Ser Lys 165 170 175 Glu Leu Glu Gln Val Leu Gly Glu Val Arg Val Ala Val Ser Asp Phe 180 185 190 Glu Pro Met Lys Ala Lys Val Gln Glu Ile Leu Thr Lys Leu Asp Asn 195 200 205 Ser Ala Phe Ala Val Asp Ala Asp Glu Lys Asn Glu Ile Lys Ser Phe 210 215 220 Leu Glu Trp Leu Val Gly Asn His Phe Thr Phe Leu Gly Tyr Glu Glu 225 230 235 240 Phe Thr Val Val Asp Gln Ala Asp Gly Gly His Ile Glu Tyr Asp Gln 245 250 255 Asn Ser Phe Leu Gly Leu Thr Lys Met Leu Arg Thr Gly Leu Thr Asn 260 265 270 Glu Asp Arg His Ile Glu Asp Tyr Ala Val Lys Tyr Leu Arg Glu Pro 275 280 285 Thr Leu Leu Ser Phe Ala Lys Ala Ala His Pro Ser Arg Val His Arg 290 295 300 Pro Ala Tyr Pro Asp Tyr Val Ser Ile Arg Glu Ile Asp Ala Asp Gly 305 310 315 320 Lys Val Ile Lys Glu His Arg Phe Met Gly Leu Tyr Thr Ser Ser Val 325 330 335 Tyr Gly Glu Ser Val Arg Val Ile Pro Phe Ile Arg Arg Lys Val Glu 340 345 350 Glu Ile Glu Arg Arg Ser Gly Phe Gln Ala Lys Ala His Leu Gly Lys 355 360 365 Glu Leu Ala Gln Val Leu Glu Val Leu Pro Arg Asp Asp Leu Phe Gln 370 375 380 Thr Pro Val Asp Glu Leu Phe Ser Thr Val Met Ser Ile Val Gln Ile 385 390 395 400 Gln Glu Arg Asn Lys Ile Arg Val Phe Leu Arg Lys Asp Pro Tyr Gly 405 410 415 Arg Phe Cys Tyr Cys Leu Ala Tyr Val Pro Arg Asp Ile Tyr Ser Thr 420 425 430 Glu Val Arg Gln Lys Ile Gln Gln Val Leu Met Glu Arg Leu Lys Ala 435 440 445 Ser Asp Cys Glu Phe Trp Thr Phe Phe Ser Glu Ser Val Leu Ala Arg 450 455 460 Val Gln Leu Ile Leu Arg Val Asp Pro Lys Asn Arg Ile Asp Ile Asp 465 470 475 480 Pro Leu Gln Leu Glu Asn Glu Val Ile Gln Ala Cys Arg Ser Trp Gln 485 490 495 Asp Asp Tyr Ala Ala Leu Thr Val Glu Thr Phe Gly Glu Ala Asn Gly 500 505 510 Thr Asn Val Leu Ala Asp Phe Pro Lys Gly Phe Pro Ala Gly Tyr Arg 515 520 525 Glu Arg Phe Ala Ala His Ser Ala Val Val Asp Met Gln His Leu Leu 530 535 540 Asn Leu Ser Glu Lys Lys Pro Leu Ala Met Ser Phe Tyr Gln Pro Leu 545 550 555 560 Ala Ser Gly Pro Arg Glu Leu His Cys Lys Leu Tyr His Ala Asp Thr 565 570 575 Pro Leu Ala Leu Ser Asp Val Leu Pro Ile Leu Glu Asn Leu Gly Leu 580 585 590 Arg Val Leu Gly Glu Phe Pro Tyr Arg Leu Arg His Thr Asn Gly Arg 595 600 605 Glu Phe Trp Ile His Asp Phe Ala Phe Thr Ala Ala Glu Gly Leu Asp 610 615 620 Leu Asp Ile Gln Gln Leu Asn Asp Thr Leu Gln Asp Ala Phe Val His 625 630 635 640 Ile Val Arg Gly Asp Ala Glu Asn Asp Ala Phe Asn Arg Leu Val Leu 645 650 655 Thr Ala Gly Leu Pro Trp Arg Asp Val Ala Leu Leu Arg Ala Tyr Ala 660 665 670 Arg Tyr Leu Lys Gln Ile Arg Leu Gly Phe Asp Leu Gly Tyr Ile Ala 675 680 685 Ser Thr Leu Asn Asn His Thr Asp Ile Ala Arg Glu Leu Thr Arg Leu 690 695 700 Phe Lys Thr Arg Phe Tyr Leu Ala Arg Lys Leu Gly Ser Glu Asp Leu 705 710 715 720 Asp Asp Lys Gln Gln Arg Leu Glu Gln Ala Ile Leu Thr Ala Leu Asp 725 730 735 Asp Val Gln Val Leu Asn Glu Asp Arg Ile Leu Arg Arg Tyr Leu Asp 740 745 750 Leu Ile Lys Ala Thr Leu Arg Thr Asn Phe Tyr Gln Thr Asp Ala Asn 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Glu Val Asn Ile Lys Ile Leu Leu Asn Glu Val Val Gln 1175 1180 1185 Ala Gly Asp Met Thr Asp Lys Gln Arg Asn Gln Leu Leu Ala Ser 1190 1195 1200 Met Thr Asp Glu Val Gly Gly Leu Val Leu Gly Asn Asn Tyr Lys 1205 1210 1215 Gln Thr Gln Ala Leu Ser Leu Ala Ala Arg Arg Ala Tyr Ala Arg 1220 1225 1230 Ile Ala Glu Tyr Lys Arg Leu Met Ser Asp Leu Glu Gly Arg Gly 1235 1240 1245 Lys Leu Asp Arg Ala Ile Glu Phe Leu Pro Thr Glu Glu Gln Leu 1250 1255 1260 Ala Glu Arg Val Ala Glu Gly His Gly Leu Thr Arg Pro Glu Leu 1265 1270 1275 Ser Val Leu Ile Ser Tyr Ser Lys Ile Asp Leu Lys Glu Gln Leu 1280 1285 1290 Leu Gly Ser Leu Val Pro Asp Asp Asp Tyr Leu Thr Arg Asp Met 1295 1300 1305 Glu Thr Ala Phe Pro Pro Thr Leu Val Ser Lys Phe Ser Glu Ala 1310 1315 1320 Met Arg Arg His Arg Leu Lys Arg Glu Ile Val Ser Thr Gln Ile 1325 1330 1335 Ala Asn Asp Leu Val Asn His Met Gly Ile Thr Phe Val Gln Arg 1340 1345 1350 Leu Lys Glu Ser Thr Gly Met Thr Pro Ala Asn Val Ala Gly Ala 1355 1360 1365 Tyr Val Ile Val Arg Asp Ile Phe His Leu Pro His Trp Phe Arg 1370 1375 1380 Gln Ile Glu Ala Leu Asp Tyr Gln Val Ser Ala Asp Val Gln Leu 1385 1390 1395 Glu Leu Met Asp Glu Leu Met Arg Leu Gly Arg Arg Ala Thr Arg 1400 1405 1410 Trp Phe Leu Arg Ala Arg Arg Asn Glu Gln Asn Ala Ala Arg Asp 1415 1420 1425 Val Ala His Phe Gly Pro His Leu Lys Glu Leu Gly Leu Lys Leu 1430 1435 1440 Asp Glu Leu Leu Ser Gly Glu Ile Arg Glu Asn Trp Gln Glu Arg 1445 1450 1455 Tyr Gln Ala Tyr Val Ala Ala Gly Val Pro Glu Leu Leu Ala Arg 1460 1465 1470 Met Val Ala Gly Thr Thr His Leu Tyr Thr Leu Leu Pro Ile Ile 1475 1480 1485 Glu Ala Ala Asp Val Thr Gly Gln Asp Pro Ala Glu Val Ala Lys 1490 1495 1500 Ala Tyr Phe Ala Val Gly Ser Ala Leu Asp Ile Thr Trp Tyr Ile 1505 1510 1515 Ser Gln Ile Ser Ala Leu Pro Val Glu Asn Asn Trp Gln Ala Leu 1520 1525 1530 Ala Arg Glu Ala Phe Arg Asp Asp Val Asp Trp Gln Gln Arg Ala 1535 1540 1545 Ile Thr Ile Ala Val Leu Gln Ala Gly Gly Gly Asp Ser Asp Val 1550 1555 1560 Glu Thr Arg Leu Ala Leu Trp Met Lys Gln Asn Asp Ala Met Ile 1565 1570 1575 Glu Arg Trp Arg Ala Met Leu Val Glu Ile Arg Ala Ala Ser Gly 1580 1585 1590 Thr Asp Tyr Ala Met Tyr Ala Val Ala Asn Arg Glu Leu Asn Asp 1595 1600 1605 Val Ala Leu Ser Gly Gln Ala Val Val Pro Ala Ala Ala Thr Ala 1610 1615 1620 Glu Leu Glu Leu Ala 1625 <210> 6 <211> 4887 <212> DNA <213> Pseudomonas fluorescens <220> <221> misc_feature <223> glutamate dehydrogenase enzyme 1.4.1.2 coding sequence <400> 6 atggcgttct tcaccgcagc cagcaaagcc gacttccagc accaactgca agcggcactg 60 gcgcagcaca tcagtgaaca ggcactgcca caagtggcgc tgttcgctga acaattcttc 120 ggcatcattt ccctggacga gctgacccaa cgtcgcctct ccgacctcgc tggctgtact 180 ctctctgcgt ggcgcctgct tgagcgcttc gatcacgcgc aaccgcaagt gcgcgtctac 240 aaccccgatt acgaacgtca cggctggcag tcgacccaca ccgcggtcga agtgctgcac 300 cacgacttgc cgttcctggt ggactcggtg cgtaccgagc tgaaccgtcg cggctacagc 360 atccacaccc tgcagaccac cgtgctgagc gtgcgtcgtg gcagcaaggg cgaattgctg 420 gaaatcctgc caaaaggcac caccggcgaa ggcgttctgc acgagtcgct gatgtacctg 480 gaaatcgacc gctgcgccaa tgcggccgaa ttgaatgtgc tgtccaagga actggagcag 540 gtcctgggtg aagtccgcgt cgcggtctcc gatttcgagc cgatgaaggc caaggtgcag 600 gaaatcctca ccaagctcga taacagcgca ttcgccgtcg atgccgacga aaagaatgaa 660 atcaagagct tcctggaatg gctggtgggc aaccacttca ccttcctcgg ctacgaagag 720 ttcaccgttg tcgatcaggc cgatggcggc cacatcgaat acgaccagaa ctccttcctc 780 ggcctgacca agatgctgcg caccggtctg accaacgaag accgccacat cgaagactat 840 gccgtgaagt acctgcgcga accgacactg ctgtcgttcg ccaaggcggc gcatccgagc 900 cgcgtgcacc gtccggccta cccggactac gtgtcgatcc gcgaaatcga tgccgacggc 960 aaagtgatca aggaacaccg cttcatgggc ctgtacacct cgtcggtgta tggcgaaagc 1020 gtgcgtgtca tcccgttcat ccgccgcaag gtcgaggaaa tcgagcgtcg ctccggcttc 1080 caggccaagg ctcacctggg caaggaactg gctcaggttc tggaagtgct gccgcgtgac 1140 gatctgttcc agaccccggt cgacgaactg ttcagcaccg tgatgtcgat cgtgcagatc 1200 caggaacgca acaagatccg cgtgttcctg cgtaaagacc cgtacggtcg tttctgctac 1260 tgcctggcct acgtgccgcg tgacatctac tccaccgaag ttcgccagaa gatccagcaa 1320 gtgctgatgg agcgcctgaa agcctccgac tgcgaattct ggacgttctt ctccgagtcc 1380 gtgctggccc gcgtgcaact gatcttgcgc gtcgacccga aaaaccgcat cgacatcgac 1440 ccgctgcaac tggaaaacga agtgatccag gcctgccgca gctggcagga cgactacgct 1500 gccctgaccg ttgaaacctt cggcgaagcc aacggcacca acgtgttggc cgacttcccg 1560 aaaggcttcc cggccggcta ccgcgagcgt ttcgcagcgc attcggccgt ggtcgacatg 1620 cagcacttgc tcaatctgag cgagaaaaag ccgctggcca tgagctttta ccagccgctg 1680 gcctccggcc cacgcgagct gcactgcaag ctgtatcacg ccgatacccc gctggccctg 1740 tccgacgtgc tgccgatcct ggaaaacctc ggcctgcgcg tgctgggtga gttcccgtac 1800 cgcctgcgtc ataccaacgg ccgcgagttc tggatccacg acttcgcgtt caccgctgcc 1860 gaaggcctgg acctggacat ccagcaactc aacgacaccc tgcaggacgc gttcgtccac 1920 atcgtccgtg gcgatgccga aaacgatgcg ttcaaccgtc tggtgctgac cgccggcctg 1980 ccatggcgcg acgtggcgct gctgcgtgcc tacgcccgct acctgaagca gatccgcctg 2040 ggcttcgacc tcggctacat cgccagcacc ctgaacaacc acaccgacat cgctcgcgaa 2100 ctgacccggt tgttcaagac ccgtttctac ctggcccgca agctgggcag cgaggatctg 2160 gacgacaagc aacagcgtct ggaacaggcc atcctgaccg cgctggacga cgttcaagtc 2220 ctcaacgaag accgcatcct gcgtcgttac ctggacctga tcaaagcaac cctgcgcacc 2280 aacttctacc agaccgacgc caacggccag aacaagtcgt acttcagctt caagttcaac 2340 ccgcacttga ttcctgaact gccgaaaccg gtgccgaagt tcgaaatctt cgtttactcg 2400 ccacgcgtcg aaggcgtgca cctgcgcttc ggcaacgttg ctcgtggtgg tctgcgctgg 2460 tcggaccgtg aagaagactt ccgtaccgaa gtcctcggcc tggtaaaagc ccagcaagtg 2520 aagaactcgg tcatcgtgcc ggtgggggcg aagggcggct tcctgccgcg tcgcctgcca 2580 ctgggcggca gccgtgacga gatcgcggcc gagggcatcg cctgctaccg catcttcatt 2640 tcgggcctgt tggacatcac cgacaacctg aaagacggca aactggtacc gccggccaac 2700 gtcgtgcggc atgacgacga tgacccgtac ctggtggtcg cggcggacaa gggcactgca 2760 accttctccg acatcgccaa cggcatcgcc atcgactacg gcttctggct gggtgacgcg 2820 ttcgcgtccg gtggttcggc cggttacgac cacaagaaaa tgggcatcac cgccaagggc 2880 gcgtgggtcg gcgtacagcg ccacttccgc gagcgcggca tcaatgtcca ggaagacagc 2940 atcacggtgg tcggcgtggg cgacatggcc ggtgacgtgt tcggtaacgg cctgttgatg 3000 tctgacaagc tgcaactggt tgctgcgttc aaccacctgc acatcttcat cgacccgaac 3060 ccgaacccgg ccaccagctt cgccgagcgt cagcgcatgt tcgatctgcc gcgctcggcc 3120 tggtccgact acgacaccag catcatgtcc gaaggcggcg gcatcttctc gcgcagcgcg 3180 aagagcatcg ccatctcgcc acagatgaaa gagcgcttcg acatccaggc cgacaagctg 3240 accccgaccg aactgctgaa cgccttgctc aaggcgccgg tggatctgct gtggaacggc 3300 ggtatcggta cctacgtcaa agccagcacc gaaagtcacg ccgatgtcgg cgacaaggcc 3360 aacgatgcgc tgcgcgtgaa cggcaacgaa ctgcgctgca aagtggtggg cgagggcggt 3420 aacctcggca tgacccaatt gggtcgtgtg gagttcggtc tcaatggcgg cggttccaac 3480 accgacttca tcgacaacgc cggtggcgtg gactgctccg accacgaagt gaacatcaag 3540 atcctgctga acgaagtggt tcaggccggc gacatgaccg acaagcaacg caaccagttg 3600 ctggcgagca tgaccgacga agtcggtggt ctggtgctgg gcaacaacta caagcagact 3660 caggccctgt ccctggcggc ccgccgtgct tatgcgcgga tcgccgagta caagcgtctg 3720 atgagcgacc tggagggccg tggcaagctg gatcgcgcca tcgagttcct gccgaccgaa 3780 gagcaactgg ccgaacgcgt tgccgaaggc catggcctga cccgtcctga gctgtcggtg 3840 ctgatctcgt acagcaagat cgacctcaag gagcagctgc tgggctccct ggtgccggac 3900 gacgactacc tgacccgcga catggaaacg gcgttcccgc cgaccctggt cagcaagttc 3960 tccgaagcta tgcgtcgtca ccgcctcaag cgcgagatcg tcagcaccca gatcgccaac 4020 gatctggtca accacatggg catcaccttc gttcagcgac tcaaagagtc cacgggcatg 4080 accccggcga atgttgccgg tgcgtatgtg attgttcggg atatcttcca cctcccgcac 4140 tggttccgtc agatcgaagc gctggactac caggtttccg ctgacgtgca gctggagctg 4200 atggacgagc tgatgcgtct gggccgtcgc gctacgcgct ggttcctgcg tgcccgtcgc 4260 aacgagcaga acgctgcccg tgacgtcgcg catttcggtc cgcacctcaa agagctgggc 4320 ctgaagctgg acgagctgct gagcggcgaa atccgcgaaa actggcaaga gcgttatcag 4380 gcgtacgtcg ccgccggtgt tccggaactg ctggcgcgta tggtggcggg gacgacccac 4440 ctctacacgc tgctgccgat catcgaagcg gccgacgtga ccggccagga tccagccgaa 4500 gtggccaagg cgtacttcgc cgtgggcagc gcgctggaca tcacctggta catctcgcag 4560 atcagcgcct tgccggttga aaacaactgg caggccctgg cccgtgaagc gttccgcgac 4620 gacgtcgact ggcagcaacg cgcgattacc atcgccgttc tgcaagcggg tggcggtgat 4680 tcggacgtgg aaacccgtct ggcactgtgg atgaagcaga acgacgccat gatcgaacgc 4740 tggcgcgcca tgctggtgga aatccgtgcc gccagcggca ccgactacgc catgtacgcg 4800 gtggccaacc gcgagctgaa cgacgtggcg ctgagcggtc aggcagttgt gcctgctgcg 4860 gcgactgcgg agcttgagct tgcttga 4887 <210> 7 <211> 387 <212> PRT <213> Pseudomonas savastanoi pv. Phaseolicola <220> <221> MISC_FEATURE <223> ethylene-forming enzyme (GenBank: KPB44727.1) <400> 7 Met Ile His Ala Pro Ser Arg Trp Gly Val Phe Pro Ser Leu Gly Leu 1 5 10 15 Cys Ser Pro Asp Val Val Trp Asn Glu His Pro Ser Leu Tyr Met Asp 20 25 30 Lys Glu Glu Thr Ser Met Thr Asn Leu Gln Thr Phe Glu Leu Pro Thr 35 40 45 Glu Val Thr Gly Cys Ala Ala Asp Ile Ser Leu Gly Arg Ala Leu Ile 50 55 60 Gln Ala Trp Gln Lys Asp Gly Ile Phe Gln Ile Lys Thr Asp Ser Glu 65 70 75 80 Gln Asp Arg Lys Thr Gln Glu Ala Met Ala Ala Ser Lys Gln Phe Cys 85 90 95 Lys Glu Pro Leu Thr Phe Lys Ser Ser Cys Val Ser Asp Leu Thr Tyr 100 105 110 Ser Gly Tyr Val Ala Ser Gly Glu Glu Val Thr Ala Gly Lys Pro Asp 115 120 125 Phe Pro Glu Ile Phe Thr Val Cys Lys Asp Leu Ser Val Gly Asp Gln 130 135 140 Arg Val Lys Ala Gly Trp Pro Cys His Gly Pro Val Pro Trp Pro Asn 145 150 155 160 Asn Thr Tyr Gln Lys Ser Met Lys Thr Phe Met Glu Glu Leu Gly Leu 165 170 175 Ala Gly Glu Arg Leu Leu Lys Leu Thr Ala Leu Gly Phe Glu Leu Pro 180 185 190 Ile Asn Thr Phe Thr Asp Leu Thr Arg Asp Gly Trp His His Met Arg 195 200 205 Val Leu Arg Phe Pro Pro Gln Thr Ser Thr Leu Ser Arg Gly Ile Gly 210 215 220 Ala His Thr Asp Tyr Gly Leu Leu Val Ile Ala Ala Gln Asp Asp Val 225 230 235 240 Gly Gly Leu Tyr Ile Arg Pro Pro Val Glu Gly Glu Lys Arg Asn Arg 245 250 255 Asn Trp Leu Pro Gly Glu Ser Ser Ala Gly Met Phe Glu His Asp Glu 260 265 270 Pro Trp Thr Phe Val Thr Pro Thr Pro Gly Val Trp Thr Val Phe Pro 275 280 285 Gly Asp Ile Leu Gln Phe Met Thr Gly Gly Gln Leu Leu Ser Thr Pro 290 295 300 His Lys Val Lys Leu Asn Thr Arg Glu Arg Phe Ala Cys Ala Tyr Phe 305 310 315 320 His Glu Pro Asn Phe Glu Ala Ser Ala Tyr Pro Leu Phe Glu Pro Ser 325 330 335 Ala Asn Glu Arg Ile His Tyr Gly Glu His Phe Thr Asn Met Phe Met 340 345 350 Arg Cys Tyr Pro Asp Arg Ile Thr Thr Gln Arg Ile Asn Lys Glu Asn 355 360 365 Arg Leu Ala His Leu Glu Asp Leu Lys Lys Tyr Ser Asp Thr Arg Ala 370 375 380 Thr Gly Ser 385 <210> 8 <211> 1161 <212> DNA <213> Pseudomonas savastanoi pv. Phaseolicola <220> <221> misc_feature <223> the sequence codes for ethylene-forming enzyme (GenBank: KPB44727.1) <400> 8 atgatacacg ctccaagtag atggggagta tttccctcac tagggttatg cagcccggac 60 gttgtgtgga atgagcatcc gagcctgtac atggacaaag aggaaaccag catgaccaac 120 ctgcagacct ttgaactgcc gaccgaagtg accggttgcg cggcggacat cagcctgggt 180 cgtgcgctga ttcaggcgtg gcaaaaggat ggtatcttcc agattaaaac cgacagcgag 240 caggatcgta agacccaaga agcgatggcg gcgagcaagc aattttgcaa agagccgctg 300 accttcaaaa gcagctgcgt tagcgacctg acctacagcg gttatgtggc gagcggcgag 360 gaagttaccg cgggcaagcc ggatttcccg gaaattttta ccgtgtgcaa ggacctgagc 420 gtgggcgatc agcgtgttaa agcgggttgg ccgtgccatg gtccggttcc gtggccgaac 480 aacacctatc aaaagagcat gaaaaccttt atggaggaac tgggtctggc gggcgagcgt 540 ctgctgaaac tgaccgcgct gggttttgaa ctgccgatca acaccttcac cgacctgacc 600 cgtgatggct ggcaccacat gcgtgtgctg cgtttcccgc cgcagaccag caccctgagc 660 cgtggtattg gtgcgcacac cgactacggt ctgctggtga ttgcggcgca agacgatgtt 720 ggtggcctgt atatccgtcc gccggtggag ggcgaaaagc gtaaccgtaa ctggctgccg 780 ggcgagagca gcgcgggcat gtttgagcac gacgaaccgt ggaccttcgt taccccgacc 840 ccgggtgtgt ggaccgtttt tccgggcgat attctgcagt tcatgaccgg tggccaactg 900 ctgagcaccc cgcacaaggt taaactgaac acccgtgaac gtttcgcgtg cgcgtacttt 960 cacgagccga acttcgaagc gagcgcgtat ccgctgttcg agccgagcgc gaacgaacgt 1020 atccactacg gcgagcactt caccaacatg tttatgcgtt gctatccgga tcgtatcacc 1080 acccaacgta ttaacaaaga aaaccgtctg gcgcacctgg aagacctgaa gaaatacagc 1140 gacacccgtg cgaccggcag c 1161 <210> 9 <211> 808 <212> PRT <213> Artificial <220> <223> Synthetic amino acid sequence <400> 9 Met Tyr Lys Leu Val Gln Thr Ile Val Asn Ser Asp Glu Lys Asn Val 1 5 10 15 Leu Gly Asp Phe Ile Leu Glu Leu Gly Lys Asp His Lys Arg Tyr Phe 20 25 30 Leu Arg Asn Glu Ile Leu Gln Ala Phe Ala Asp Tyr Cys His Gln Phe 35 40 45 Pro Lys Pro Ala Tyr Phe Tyr His Ser Ser Ser Leu Gly Thr Phe Ile 50 55 60 Gln Tyr Thr His Glu Ile Ile Leu Asp Gly Glu Asn Thr Trp Phe Val 65 70 75 80 Val Arg Pro Lys Ile Ala Ser Gln Glu Val Trp Leu 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cagcaccaag aattgatgat 420 tccagaaata ttggccaagg tttaaccgtt cttaatcatt atttttgtaa tcaagcattg 480 acagatcctg aatattggat tgacgcatta tttcaatcat taaaaagatt agaatataac 540 ggcatcaaat tattaattag taatcatatt cattcaggtt tgcaactaac aaagcaaatc 600 aaactagcgt tagaatttgt gagtcattta tccccccaga caccatatat aaaatttaaa 660 tttcatcttc aagaactcgg tttagaacca ggttggggta ataatgcagc cagagtcaga 720 gaaaccttag aactgctgga aagactcatg gataatcccg aacctgcaat tttagaaacc 780 tttgtttctc gcatttgtgc agttttccgc gtcgtcctta tttccatcca tggttgggtt 840 gcacaagaag atgttttagg cagagatgaa acattaggac aagttattta tgttttagaa 900 caagcccgca gtttagaaaa taaaatgcgg gcagaaatta aacttgcagg tttagataca 960 ttaggaatta aaccccatat cattatatta actcgactga ttcccaattg tgaaggcaca 1020 ttttgtaact taccattaga aaaagttgat ggtacagaaa atgcttggat tttgcgcgtt 1080 ccttttgcag aatctcgacc ggaaattacc aacaactgga tttctaaatt tgaaatttgg 1140 ccttatttag aaaaatttgc tcttgatgcc gaagcagaac ttttaaaaca attccaagga 1200 aagcccaatc taattattgg taactacagt gacgggaact tagttgcttt tattctctcc 1260 cgaaaaatga aagttaccca atgtaatatt gcccattccc tcgaaaaacc taaatatcta 1320 tttagtaact tatattggca agatttagaa gcacaatatc acttttctgc ccaatttacc 1380 gctgatttaa tcagtatgaa tgccgcagat tttattatca catcatccta tcaagaaatt 1440 gtaggtacac cagatacaat gggacaatat gaatcttata aatgtttcac catgcccaac 1500 ttatatcatg taattgatgg cattgattta tttagcccta aattcaatgt ggtattacca 1560 ggagtcagtg aaaatatatt ttttccctac aaccaaacaa caaatagaga atcccaccgt 1620 cgtcaacata tccaagacct aattttccat caagaacacc cagaaattct cggtaaatta 1680 gatcatcctc ataaaaaacc gatcttttcc gttagtccca ttacctcaat taaaaacctc 1740 acaggtttag ttgaatgttt cggtaaaagt gaagaattac aaaaacatag taacctaatt 1800 ttattaacca gtaaacttca tccagactta ggaacaaact ccgaagaaat tcaagaaata 1860 gcaaaaattc atgcgattat tgatcaatat catcttcacc ataaaatccg ctggttggga 1920 atgcgtcttc ctctccgcga tattgctgaa acctatcgtg taattgccga ttttcaaggg 1980 atttatattc actttgccct ttatgaatcc tttagcagaa gtattttaga agcaatgatt 2040 tctggattac caacttttac aactcaattt ggtggttcat tagaaattat tgaaaaccat 2100 gatcaaggat ttaacctcaa ccccacagac ttagcaggaa cagccaaaac aattatcaac 2160 ttcttagaaa aatgtgaaaa ttatccagaa cattggctag aaaattctca atggatgatt 2220 gaacgcattc gccataaata taactggaat tcccacacaa atcaactcct gttattaacg 2280 aaaatgttta gcttttggaa cttcatctat cccgaagata acgaagccag agatcgttac 2340 atggaaagtt tatttcatct tctttataaa cctatagctg accatatttt atcagaacat 2400 ctaagcaaaa tcagaaatca taattaa 2427 <210> 11 <211> 709 <212> PRT <213> Artificial <220> <223> Synthetic amino acid sequence <400> 11 Met Ala Ala Gln Asn Leu Tyr Ile Leu His Ile Gln Thr His Gly Leu 1 5 10 15 Leu Arg Gly Gln Asn Leu Glu Leu Gly Arg Asp Ala Asp Thr Gly Gly 20 25 30 Gln Thr Lys Tyr Val Leu Glu Leu Ala Gln Ala Gln Ala Lys Ser Pro 35 40 45 Gln Val Gln Gln Val Asp Ile Ile Thr Arg Gln Ile Thr Asp Pro Arg 50 55 60 Val Ser Val Gly Tyr Ser Gln Ala Ile Glu Pro Phe Ala Pro Lys Gly 65 70 75 80 Arg Ile Val Arg Leu Pro Phe Gly Pro Lys Arg Tyr Leu Arg Lys Glu 85 90 95 Leu Leu Trp Pro His Leu Tyr Thr Phe Ala Asp Ala Ile Leu Gln Tyr 100 105 110 Leu Ala Gln Gln Lys Arg Thr Pro Thr Trp Ile Gln Ala His Tyr Ala 115 120 125 Asp Ala Gly Gln Val Gly Ser Leu Leu Ser Arg Trp Leu Asn Val Pro 130 135 140 Leu Ile Phe Thr Gly His Ser Leu Gly Arg Ile Lys Leu Lys Lys Leu 145 150 155 160 Leu Glu Gln Asp Trp Pro Leu Glu Glu Ile Glu Ala Gln Phe Asn Ile 165 170 175 Gln Gln Arg Ile Asp Ala Glu Glu Met Thr Leu Thr His Ala Asp Trp 180 185 190 Ile Val Ala Ser Thr Gln Gln Glu Val Glu Glu Gln Tyr Arg Val Tyr 195 200 205 Asp Arg Tyr Asn Pro Glu Arg Lys Leu Val Ile Pro Pro Gly Val Asp 210 215 220 Thr Asp Arg Phe Arg Phe Gln Pro Leu Gly Asp Arg Gly Val Val Leu 225 230 235 240 Gln Gln Glu Leu Ser Arg Phe Leu Arg Asp Pro Glu Lys Pro Gln Ile 245 250 255 Leu Cys Leu Cys Arg Pro Ala Pro Arg Lys Asn Val Pro Ala Leu Val 260 265 270 Arg Ala Phe Gly Glu His Pro Trp Leu Arg Lys Lys Ala Asn Leu Val 275 280 285 Leu Val Leu Gly Ser Arg Gln Asp Ile Asn Gln Met Asp Arg Gly Ser 290 295 300 Arg Gln Val Phe Gln Glu Ile Phe His Leu Val Asp Arg Tyr Asp 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cattctgcac attcagaccc atggtctgct gcgagggcag 60 aacttggaac tggggcgaga tgccgacacc ggcgggcaga ccaagtacgt cttagaactg 120 gctcaagccc aagctaaatc cccacaagtc caacaagtcg acatcatcac ccgccaaatc 180 accgaccccc gcgtcagtgt tggttacagt caggcgatcg aaccctttgc gcccaaaggt 240 cggattgtcc gtttgccttt tggccccaaa cgctacctcc gtaaagagct gctttggccc 300 catctctaca cctttgcgga tgcaattctc caatatctgg ctcagcaaaa gcgcaccccg 360 acttggattc aggcccacta tgctgatgct ggccaagtgg gatcactgct gagtcgctgg 420 ttgaatgtac cgctaatttt cacagggcat tctctggggc ggatcaagct aaaaaagctg 480 ttggagcaag actggccgct tgaggaaatt gaagcgcaat tcaatattca acagcgaatt 540 gatgcggagg agatgacgct cactcatgct gactggattg tcgccagcac tcagcaggaa 600 gtggaggagc aataccgcgt ttacgatcgc tacaacccag agcgcaagct tgtcattcca 660 ccgggtgtcg ataccgatcg cttcaggttt cagcccttgg gcgatcgcgg tgttgttctc 720 caacaggaac tgagccgctt tctgcgcgac ccagaaaaac ctcaaattct ctgcctctgt 780 cgccccgcac ctcgcaaaaa tgtaccggcg ctggtgcgag cctttggcga acatccttgg 840 ctgcgcaaaa aagccaacct tgtcttagta ctgggcagcc gccaagacat caaccagatg 900 gatcgcggca gtcggcaggt gttccaagag attttccatc tggtcgatcg ctacgacctc 960 tacggcagcg tcgcctatcc caaacagcat caggctgatg atgtgccgga gttctatcgc 1020 ctagcggctc attccggcgg ggtattcgtc aatccggcgc tgaccgaacc ttttggtttg 1080 acaattttgg aggcaggaag ctgcggcgtg ccggtggtgg caacccatga tggcggcccc 1140 caggaaattc tcaaacactg tgatttcggc actttagttg atgtcagccg acccgctaat 1200 atcgcgactg cactcgccac cctgctgagc gatcgcgatc tttggcagtg ctatcaccgc 1260 aatggcattg aaaaagttcc cgcccattac agctgggatc aacatgtcaa taccctgttt 1320 gagcgcatgg aaacggtggc tttgcctcgt cgtcgtgctg tcagtttcgt acggagtcgc 1380 aaacgcttga ttgatgccaa acgccttgtc gttagtgaca tcgacaacac actgttgggc 1440 gatcgtcaag gactcgagaa tttaatgacc tatctcgatc agtatcgcga tcattttgcc 1500 tttggaattg ccacggggcg tcgcctagac tctgcccaag aagtcttgaa agagtggggc 1560 gttccttcgc caaacttctg ggtgacttcc gtcggcagcg agattcacta tggcaccgat 1620 gctgaaccgg atatcagctg ggaaaagcat atcaatcgca actggaatcc tcagcgaatt 1680 cgggcagtaa tggcacaact accctttctt gaactgcagc cggaagagga tcaaacaccc 1740 ttcaaagtca gcttctttgt ccgcgatcgc cacgagactg tgctgcgaga agtacggcaa 1800 catcttcgcc gccatcgcct gcggctgaag tcaatctatt cccatcagga gtttcttgac 1860 attctgccgc tagctgcctc gaaaggggat gcgattcgcc acctctcact ccgctggcgg 1920 attcctcttg agaacatttt ggtggcaggc gattctggta acgatgagga aatgctcaag 1980 ggccataatc tcggcgttgt agttggcaat tactcaccgg aattggagcc actgcgcagc 2040 tacgagcgcg tctattttgc tgagggccac tatgctaatg gcattctgga agccttaaaa 2100 cactatcgct tttttgaggc gatcgcttaa 2130 <210> 13 <211> 4186 <212> DNA <213> Artificial <220> <223> Synthetic promotor DNA sequence <220> <221> promoter <222> (1)..(4186) <223> LacIq promoter <400> 13 caattgccct aagacagttg tcgtctttcg aagtctagtt aacattaggg gcgattcttt 60 gtttccactg agtggaagca aacggtatca aggttgcagg cagactcaag gtctagattg 120 cttcacagct tgtgtggcta tatttattat cttcattatt gatggtagtt gtgggtggat 180 ttaagatgga aaagtaacag ataaatgtcg tctttaaggg cgatctagat cgtatcgttt 240 ttaattccta ggtcggcatt tattaatcaa cctcgataca atattttttt gtaaaaactt 300 ctagataaat gactcaagtc tcattgaaag tctggggtgt tgcctcccca gtcaattcaa 360 gattaccaag gcctcgcatc gcctcttcta ttttgtttga aggggaccta acgtgttgcg 420 ccaagctagt tctcgacaga gcatctcaag agcgcgttgc tcgcgggggg caaacagttg 480 gagatcagcc agctcttgca agacttgttg ggtgaggtgg ctggcaaagc taccggcata 540 gcgcagtaag agactgtagt agcgaaattg cggttggccg ttgcaatcgc ggtgaaaggc 600 agcaatttct gcttcgctga ggcagtagac aggggtattg accggcacga tcgcgcgagg 660 aatgccctgt tcgccgtagc gatcgccgcc ctctgtttcc gctaagctgc cgatcaaaac 720 cgtggagagc agcgtgcggg tttcattgat taaatcaggc gtgaatagtg ggtcgggccc 780 acttgaaaga cgcggcccgt tgttcagaaa gaggggatta aacaactgcg agttgtagac 840 cactccgatc gcccaatggc gatcgccttc caaacgaaca aagctgccaa atccatagct 900 ctcggcggct ggtggattgg agacatccat gtcgtcatcc acttggacaa cgtagtcaca 960 gtgcgagttg gatttgacaa ctttgccgag gcgcatggtg ctgccagtgt tacaaccaat 1020 taaccaattc tgacatatgg acaccatcga atggtgcaaa acctttcgcg gtatggcatg 1080 atagcgcccg gaagagagtc aattcagggt ggtgaatgtg aaaccagtaa cgttatacga 1140 tgtcgcagag 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cttgccccca cctgcaccgc aacttggctc agatcaaaga cctcggcaag 3720 caagcaggcg tcgtcctcaa cccctctacc ccagtcgaaa ccctggaata cgtgctggag 3780 ttgtgcgacc tgattttgat catgagcgtc aaccctggct tcggtggtca gagtttcatc 3840 ccagctgtcc tgccgaaaat ccgtaagctg cgcgccatgt gcgatgagcg tggccttgat 3900 ccttggattg aagtcgatgg cggcttgaaa gccaataaca cttggcaggt gctggaagcc 3960 ggtgctaacg caattgtggc gggctcggca gtcttcaacg cgccggacta tgctgaagcg 4020 atcgcggcga ttcgcaacag caagcgtcct gaacttgtca ctgcttaggc ttctcgctca 4080 acgctcagtg gagcaatctg aatcttgcag cccttcagtg gatcagtctg ctgaggggtt 4140 ttgctttagg atgggcgatc gcgagtaggg acacggatcg ctggta 4186

Claims (23)

1. (i) 1 부피% 초과의 이산화탄소를 포함하는 기체 스트림을 제공하는 단계;
   (ii) 물을 제공하는 단계;
   (iii) 상기 이산화탄소 및 물을 빛의 존재 하에 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 단계;
   (iv) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 단계; 및
   (v) 상기 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 상기 단계 후에 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계 (iii)이 이산화탄소 및 물을 유기 중간체로 전환시키는 상기 단계 (i)로부터 과량의 물의 존재 하에 실시되며, 여기서 (iii) 상기 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계가 이산화탄소 및 물을 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 상기 단계 (i)에서 형성된 유기 중간체의 단지 일부를 소비하고, 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계 (iii)으로부터 과잉의 물 및 유기 중간체를 이산화탄소 및 물을 유기 중간체로 전환시키는 상기 단계 (i)로 다시 보내는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서, 이산화탄소 및 물을 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 상기 단계 (i)이 빛 에너지의 존재 하에 상기 이산화탄소로부터 유기 중간체 및 산소 기체를 생성하는 미생물을 함유하는 제1 생물반응기 내에서 실시되는 것인 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체 스트림이 3 부피% 초과의 이산화탄소를 포함하는 것인 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 연소 단계로부터의 연도 기체 스트림을 압축하여 이산화탄소를 함유하는 스트림을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 중간체로부터 산소를 분리하는 상기 단계 (ii)가 (iii) 상기 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계에 도입되는 유기 중간체-풍부 스트림을 생성하는 것인 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 중간체-풍부 스트림이 30 ppm 미만의 산소를 포함하는 것인 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 산소 기체를 분리하는 상기 단계가 제1 생물반응기로부터 산소 기체를 배출시키는 것을 포함하는 것인 방법.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, (iii) 상기 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계가 상기 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키기 위한 효소를 생성하는 미생물을 함유하는 제2 생물반응기 내에서 실시되는 것인 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계 (iii)이 빛 에너지의 실질적인 부재 하에 실시되는 것인 방법.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 에틸렌 및 이산화탄소가 생성물 스트림을 형성하는 것인 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 생성물 스트림 내의 산소 기체를 이산화탄소로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 생성물 스트림으로부터 물을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 생성물 스트림으로부터 이산화탄소를 분리하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 에틸렌으로부터 이산화탄소를 분리하는 상기 단계가 에틸렌-풍부 스트림을 생성하는 것인 방법.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 에틸렌으로부터 이산화탄소를 분리하는 상기 단계가 이산화탄소 스트림을 생성하고, 여기서 이산화탄소 스트림이 이산화탄소를 유기 중간체 및 물로 전환시키는 단계 (i)에 도입되는 것인 방법.
17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 이산화탄소 및 물을 유기 중간체 및 산소 기체로 전환시키는 단계가 제1 생물반응기 내에서 실시되는 것인 방법.
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 상기 단계가 유기 중간체가 함유된 수성 매질로부터 산소 기체를 배출시키는 것을 포함하는 방법.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 중간체로부터 산소 기체를 분리하는 상기 단계 후에 유기 중간체를 에틸렌 및 이산화탄소로 전환시키는 상기 단계가 제2 생물반응기 내에서 실시되는 것인 방법.
20. 에틸렌을 생성하기 위한 시스템으로서,
    (i) 이산화탄소를 유기 중간체로 전환시키는 광합성 미생물을 포함하는 제1 생물반응기로서, 상기 제1 생물반응기가 상기 유기 중간체를 위한 이산화탄소 입구 및 출구를 갖는 제1 생물반응기; 및
    (ii) 제1 생물반응기와 유체 연통하고 제1 생물반응기에서 생성된 상기 유기 중간체를 에틸렌으로 전환시키는 미생물을 포함하는 제2 생물반응기로서, 상기 제2 생물반응기는 에틸렌을 포함하는 기체 물질을 위한 출구를 갖고, 상기 제2 생물반응기는 미반응 유기 중간체를 포함하는 유체 물질을 위한 출구를 갖는 제2 생물반응기
    를 포함하는 시스템.
21. 제20항에 있어서, 상기 제2 생물반응기의 유체 물질을 위한 출구가 상기 제1 생물반응기와 유체 연통하는 것인 시스템.
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 상기 제2 생물반응기의 기체 물질을 위한 출구가 이산화탄소 분리기와 유체 연통하는 것인 시스템.
23. 제22항에 있어서, 이산화탄소 분리기가 정제된 이산화탄소를 위한 출구를 포함하고, 여기서 정제된 이산화탄소를 위한 상기 출구가 제1 생물반응기와 유체 연통하는 것인 방법.
    

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