RU2461627C2 - СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА н-БУТАНОЛА - Google Patents
СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА н-БУТАНОЛА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2461627C2 RU2461627C2 RU2009118372/10A RU2009118372A RU2461627C2 RU 2461627 C2 RU2461627 C2 RU 2461627C2 RU 2009118372/10 A RU2009118372/10 A RU 2009118372/10A RU 2009118372 A RU2009118372 A RU 2009118372A RU 2461627 C2 RU2461627 C2 RU 2461627C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- butanol
- gene
- microorganism
- buk
- erythromycin
- Prior art date
Links
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 61
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 31
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 241001112696 Clostridia Species 0.000 claims abstract description 10
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 9
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 108700023175 Phosphate acetyltransferases Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 3
- 101150054092 buk gene Proteins 0.000 claims description 32
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 14
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 14
- 101150029013 hydA gene Proteins 0.000 claims description 8
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 claims description 7
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 108700024126 Butyrate kinases Proteins 0.000 claims description 6
- 108010092060 Acetate kinase Proteins 0.000 claims description 4
- 101000695175 Bacillus subtilis (strain 168) Probable phosphate butyryltransferase Proteins 0.000 claims description 4
- 108091022873 acetoacetate decarboxylase Proteins 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 4
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 2
- 101150104734 ldh gene Proteins 0.000 claims description 2
- 101150048333 ptb gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 14
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 abstract description 10
- 239000008103 glucose Substances 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 9
- 108010020056 Hydrogenase Proteins 0.000 abstract description 7
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 abstract description 7
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 abstract description 7
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 abstract description 7
- 102000003855 L-lactate dehydrogenase Human genes 0.000 abstract description 6
- 108700023483 L-lactate dehydrogenases Proteins 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 6
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 abstract description 3
- 230000035772 mutation Effects 0.000 abstract description 3
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 abstract description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 abstract description 2
- ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N Erythromycin Chemical compound O([C@@H]1[C@@H](C)C(=O)O[C@@H]([C@@]([C@H](O)[C@@H](C)C(=O)[C@H](C)C[C@@](C)(O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@H](C[C@@H](C)O2)N(C)C)O)[C@H]1C)(C)O)CC)[C@H]1C[C@@](C)(OC)[C@@H](O)[C@H](C)O1 ULGZDMOVFRHVEP-RWJQBGPGSA-N 0.000 description 124
- 229960003276 erythromycin Drugs 0.000 description 62
- OTVAEFIXJLOWRX-NXEZZACHSA-N thiamphenicol Chemical compound CS(=O)(=O)C1=CC=C([C@@H](O)[C@@H](CO)NC(=O)C(Cl)Cl)C=C1 OTVAEFIXJLOWRX-NXEZZACHSA-N 0.000 description 48
- 229960003053 thiamphenicol Drugs 0.000 description 48
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 29
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 26
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 26
- 241000193401 Clostridium acetobutylicum Species 0.000 description 25
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 20
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 20
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 20
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 18
- 229960002949 fluorouracil Drugs 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- GHASVSINZRGABV-UHFFFAOYSA-N Fluorouracil Chemical compound FC1=CNC(=O)NC1=O GHASVSINZRGABV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000010222 PCR analysis Methods 0.000 description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 10
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 9
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 8
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CRFNGMNYKDXRTN-CITAKDKDSA-N butyryl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)CCC)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 CRFNGMNYKDXRTN-CITAKDKDSA-N 0.000 description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 6
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 6
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 6
- 101100335054 Caenorhabditis elegans flp-1 gene Proteins 0.000 description 5
- 101100125338 Escherichia coli (strain K12) hypF gene Proteins 0.000 description 5
- 108010046276 FLP recombinase Proteins 0.000 description 5
- 241000019008 Hyda Species 0.000 description 5
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 5
- 108010019653 Pwo polymerase Proteins 0.000 description 5
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 5
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 5
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 5
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 5
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 5
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 5
- 150000004804 polysaccharides Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 4
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 4
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101001010097 Shigella phage SfV Bactoprenol-linked glucose translocase Proteins 0.000 description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012224 gene deletion Methods 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 3
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N Butyraldehyde Chemical compound CCCC=O ZTQSAGDEMFDKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000423302 Clostridium acetobutylicum ATCC 824 Species 0.000 description 2
- 241000193454 Clostridium beijerinckii Species 0.000 description 2
- 241000429427 Clostridium saccharobutylicum Species 0.000 description 2
- 241001508458 Clostridium saccharoperbutylacetonicum Species 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 2
- 108010088350 Lactate Dehydrogenase 5 Proteins 0.000 description 2
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- OJFDKHTZOUZBOS-CITAKDKDSA-N acetoacetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)CC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 OJFDKHTZOUZBOS-CITAKDKDSA-N 0.000 description 2
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 108010088351 lactate dehydrogenase 4 Proteins 0.000 description 2
- 101150026107 ldh1 gene Proteins 0.000 description 2
- 101150041530 ldha gene Proteins 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 2
- 238000012269 metabolic engineering Methods 0.000 description 2
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010055682 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 4-aminobenzoic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C=C1 ALYNCZNDIQEVRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N Ammonium acetate Chemical compound N.CC(O)=O USFZMSVCRYTOJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005695 Ammonium acetate Substances 0.000 description 1
- 108050009674 Bifunctional aldehyde-alcohol dehydrogenases Proteins 0.000 description 1
- 108010068197 Butyryl-CoA Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000193403 Clostridium Species 0.000 description 1
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- 108091035707 Consensus sequence Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 108010023922 Enoyl-CoA hydratase Proteins 0.000 description 1
- 102000011426 Enoyl-CoA hydratase Human genes 0.000 description 1
- PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L Ferrous fumarate Chemical group [Fe+2].[O-]C(=O)\C=C\C([O-])=O PMVSDNDAUGGCCE-TYYBGVCCSA-L 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 1
- 102000001253 Protein Kinase Human genes 0.000 description 1
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 108010031852 Pyruvate Synthase Proteins 0.000 description 1
- 102000018120 Recombinases Human genes 0.000 description 1
- 108010091086 Recombinases Proteins 0.000 description 1
- 102100024639 Short-chain specific acyl-CoA dehydrogenase, mitochondrial Human genes 0.000 description 1
- 108060008225 Thiolase Proteins 0.000 description 1
- 102000002932 Thiolase Human genes 0.000 description 1
- 230000002053 acidogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 108010081577 aldehyde dehydrogenase (NAD(P)+) Proteins 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- 229960004050 aminobenzoic acid Drugs 0.000 description 1
- 229940043376 ammonium acetate Drugs 0.000 description 1
- 235000019257 ammonium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 239000002551 biofuel Substances 0.000 description 1
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 1
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 1
- 235000021310 complex sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- -1 glycol ethers Chemical class 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 108010088076 lactate dehydrogenase 2 Proteins 0.000 description 1
- 108010088074 lactate dehydrogenase 3 Proteins 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003941 n-butylamines Chemical class 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 108020001580 protein domains Proteins 0.000 description 1
- 238000001273 protein sequence alignment Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 235000021309 simple sugar Nutrition 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 150000004043 trisaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 229920001221 xylan Polymers 0.000 description 1
- 150000004823 xylans Chemical class 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/52—Genes encoding for enzymes or proenzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/74—Vectors or expression systems specially adapted for prokaryotic hosts other than E. coli, e.g. Lactobacillus, Micromonospora
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/16—Butanols
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Virology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области биотехнологии и касается способа биологического получения н-бутанола и микроорганизма Clostridia acetobutylicum, используемого в таком способе. Представленный способ заключается в культивировании микроорганизма Clostridia acetobutylicum, у которого делетирован кодирующий бутираткиназу ген buk, в соответствующей культуральной среде, содержащей источник углерода, и извлечения н-бутанола из культуральной среды. Используемый в способе микроорганизм может также содержать инактивирующие мутации в эндогенных генах, кодирующих полипептид с лактатдегидрогеназной активностью, полипептид с фосфотрансацетилазной или лактаткиназной активностью и иметь ослабление в гене, кодирующем полипептид с гидрогеназной активностью. Представленное изобретение позволяет получать н-бутанол с высоким выходом из недорогого углеродного субстрата, такого как глюкоза или другие сахара, под действием генетически стабильных культур Clostridia acetobutylicum. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл., 8 пр.
Description
ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение включает способ биоконверсии ферментируемого источника углерода до н-бутанола с высоким выходом под действием микроорганизма, созданного технологией метаболической инженерии.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ ИЗОБРЕТЕНИЮ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
н-Бутанол представляет собой бесцветную нейтральную жидкость средней летучести с ограниченной смешиваемостью (примерно 7-8%) с водой, но легко смешиваемую со всеми обычными растворителями, такими как гликоли, кетоны, спирт, альдегиды, простые эфиры и ароматические и алифатические углеводороды. н-Бутанол используется 1) для получения других химических веществ, 2) в качестве растворителя и 3) в качестве ингредиента в таких препаратах, как косметические средства. Основные применения н-бутанола в качестве сырья заключаются в синтезе акрилат/метакрилатных сложных эфиров, простых эфиров гликолей, н-бутилацетата, аминосодержащих смол и н-бутиламинов. В настоящее время в мире расходуется более 9 миллионов тонн н-бутанола ежегодно.
Совсем недавно было показано, что н-бутанол является более хорошим биотопливом, чем этанол, вследствие более низкой упругости паров, более высокого энергосодержания (близкого к бензину) и меньшей склонности к разделению в присутствии воды. Кроме того, н-бутанол можно смешивать в более высоких концентрациях, чем этанол, для использования в двигателях обычных транспортных средств, и его применение не заставляет автомобилестроительные предприятия идти на компромисс по вопросу соответствия природоохранительному законодательству; он также подходит для транспортировки по трубопроводам и, как результат, имеется потенциальная возможность для быстрого внедрения его вместо бензина и для того, чтобы избежать необходимости в создании дополнительных крупномасштабных поставляющих инфрастуктур.
н-Бутанол может быть получен в виде смеси ацетон/н-бутанол/этанол (ABE) в результате ферментации углевода под действием сольвентогенных клостридий. АВЕ-ферментации проходят в две фазы. В процессе первой ацидогенной фазы высокая скорость роста сопровождается продуцированием уксусной и масляной кислот. На второй сольвентогенной фазе скорость роста уменьшается, и продуцируются растворители (ABE) с сопутствующим расходованием органических кислот, полученных на первой фазе. В течение всей ферментации продуцируются двуокись углерода и водород.
Для биологического получения н-бутанола, представленного на Фиг.1, необходимо образование бутирил-CoA в качестве промежуточного соединения, который может быть восстановлен, в зависимости от физиологических условий, под действием двух разных бифункциональных альдегид-алкогольдегидрогеназ, кодируемых генами adhE1 и adhE2. Бутирил-CoA также может быть превращен в масляную кислоту под действием фосфотрансбутирилазы и бутираткиназы, кодируемых соответственно генами ptb и buk. Ацетон получается из ацетоацетил-CoA (промежуточного соединения при получении бутирил-CoA) под действием CoA-трансферазы и ацетоацетатдекарбоксилазы, кодируемых соответственно генами ctfAB и adc. Водород продуцируется под действием содержащей только один атом железа гидрогеназы, кодируемой геном hydA. Если культивирование проводят в присутствии монооксида углерода, гидрогеназного ингибитора, основными продуктами ферментации являются н-бутанол, этанол и лактат. Лактат получается из пирувата под действием лактатдегидрогеназы, кодируемой геном Idh.
Штаммы Clostridium acetobutylicum с инактивированным геном buk (полученные единичным кроссинговером с использованием нерепликативной плазмиды) уже описаны в статье (Green et al., 1996). Нерепликативный вектор pJC4BK, содержащий внутренний buk-фрагмент длиной 0,8 т.п.н., был интегрирован в хромосомный ген buk, что приводило к инактивации эндогенного гена. Полученный штамм обозначали как "мутантный PJC4BK", исходя из названия плазмиды. Как установлено в этой статье, такая генная интеграция полностью не элиминировала ни ферментативную активность, ни образование бутирата вследствие нестабильности этого типа генной инактивации, которая могла вызывать возврат к дикому типу в результате вырезания плазмиды. Этот мутантный штамм затем был использован в нескольких исследованиях (Green и Bennett, 1998; Desai и Harris, 1999; Harris и др., 2000).
Традиционно промышленную АВЕ-ферментацию проводили только в периодическом режиме вследствие нестабильности непрерывных культур, продуцирующих Clostridia. Описано несколько способов ферментации с получением растворителей. С применением этих способов получают н-бутанол, ацетон и этанол в соотношении 6:3:1. В литературе сообщается о выходах растворителей, составляющих 29-34% (18-25% только для н-бутанола) от ферментируемого источника углерода. Суммарная концентрация растворителей 16-24 г/л и концентрация н-бутанола 10-14 г/л представляют собой, как правило, предельную величину вследствие токсичности получаемого н-бутанола. Однако, по-видимому, такие низкие титры растворителя более не являются экономическим ограничением данного способа, поскольку недавно продемонстрировано, что растворители можно извлекать в процессе ферментации посредством применения "недорогой" технологии "извлечения из газа" (gas striping).
Проблема, которая должна быть решена настоящим изобретением, заключается в получении стабильного мутантного штамма, не имеющего никакой бутираткиназной активности, который можно было бы культивировать в течение нескольких генераций без какой-либо возможности возврата к генотипу дикого типа. Этот штамм будет полезен для биологического получения н-бутанола с высоким выходом из недорогого углеродного субстрата, такого как глюкоза или другие сахара, под действием генетически стабильных культур Clostridia. Количество биохимических стадий, необходимых для инактивации, и сложность регулирования метаболизма неизбежно влекут за собой, что касается промышленно осуществимого способа продуцирования н-бутанола, необходимость применения катализатора на основе цельной клетки, созданного технологией метаболической инженерии.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Заявителем решена сформулированная проблема и согласно настоящему изобретению предложен способ биоконверсии ферментируемого источника углерода до н-бутанола в качестве основного продукта под действием генетически стабильных культур Clostridia. В качестве модельного субстрата используют глюкозу, а рекомбинантный Clostridium acetobutylicum используют в качестве модели хозяина. В одном из аспектов этого изобретения стабильный рекомбинантный С.acetobutylicum, не способный метаболизировать бутирил-CoA до бутирата, конструируют посредством делетирования гена, кодирующего бутираткиназу (buk). В другом аспекте этого изобретения рекомбинантный С.acetobutylicum, не способный продуцировать ацетон, конструируют последством делетирования генов, кодирующих CoA-трансферазу {ctfAB). В следующем аспекте этого изобретения рекомбинантный штамм, не способный продуцировать лактат, конструируют посредством делетирования гена, кодирующего лактатдегидрогеназу (Idh). Кроме того, рекомбинантный С.acetobutylicum, не способный продуцировать ацетат, конструируют посредством делетирования генов, кодирующих фосфотрансацетилазу и/или ацетаткиназу (pta и ack). В конечном аспекте этого изобретения поток продуцирования водорода уменьшают и затем поток восстановительного эквивалента (reducing equivalent) переориентируют на продуцирование н-бутанола посредством ослабления гена, кодирующего гидрогеназу (hydA).
В общем случае настоящее изобретение может включать использование любого углеродного субстрата, который легко конвертируется до ацетил-CoA.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является разработка рекомбинантного микроорганизма, полезного для продуцирования н-бутанола, содержащего: (a) по меньшей мере делецию одного из двух генов, вовлеченных в конверсию бутирил-CoA в бутират, и (b) по меньшей мере делецию одного из двух генов, кодирующих CoA-трансферазную активность. Возможно, что рекомбинантный микроорганизм может 1) содержать инактивирующие мутации в эндогенных генах, выбранных из группы, состоящей из: (a) гена, кодирующего полипептид с лактатдегидрогеназной активностью, (b) гена, кодирующего полипептид с фосфотрансацетилазной или лактаткиназной активностью, и 2) иметь ослабление в гене, кодирующем полипептид с гидрогеназной активностью.
В другом воплощении изобретения предложен стабильный способ продуцирования н-бутанола с высоким выходом из рекомбинантного микроорганизма, включающий: (a) приведение в контакт рекомбинантного микроорганизма по настоящему изобретению по меньшей мере с одним источником углерода, выбранным из группы, состоящей из моносахаридов, олигосахаридов, полисахаридов и одноуглеродных субстратов, посредством чего продуцируется н-бутанол; возможны (b) извлечение н-бутанола в процессе продуцирования посредством стадии "извлечения из газа" и (c) очистка н-бутанола из конденсата путем дистилляции.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Сопровождающий графический материал, включенный в это описание и составляющий часть этого описания, представляет собой типичные примеры изобретения и вместе с описанием служит для разъяснения принципов этого изобретения.
На Фиг.1 изображена генетическая инженерия основного пути метаболизма при разработке системы продуцирования бутанола из углеводов.
1: пируват-ферредоксин-оксидоредуктаза; 2: тиолаза; 3: β-гидроксибутирил-CoA-дегидрогеназа; 4: кротоназа; 5: бутирил-CoA-дегидрогеназа; 6: лактатдегидрогеназа; 7: фосфотрансацетилаза; 8: ацетаткиназа; 9: ацетальдегиддегидрогеназа; 10: этанолдегидрогеназа; 11: CoA-транфераза (ацетоацетил-CoA:ацетат/бутират:CoA-трансфераза); 12: ацетоацетат-декарбоксилаза; 13: фосфотрансбутирилаза; 14: бутираткиназа; 15: (масляный альдегид)-бутанолдегидрогеназа; 16: гидрогеназа.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Применяемые в данном изобретении следующие термины можно использовать для интерпретации формулы изобретения и описания.
Термин "микроорганизм" относится ко всем видам одноклеточных организмов, включая прокариотические организмы типа бактерий и эукариотические организмы типа дрожжей.
Выражение "соответствующая культуральная среда" относится к культуральной среде, адаптированной для используемого микроорганизма, как хорошо известно специалисту в данной области техники.
Термин "углеродный субстрат" или "источник углерода" обозначает любой источник углерода, который может быть метаболизирован микроорганизмом, причем данный субстрат содержит по меньшей мере один атом углерода. Авторы изобретения упоминают, в частности, такие возобновляемые, недорогие и ферментируемые источники углерода, как моносахариды, олигосахариды, полисахариды, одноуглеродные субстраты и полиолы, такие как глицерин. "Одноуглеродный субстрат" определяют как углеродсодержащие молекулы, имеющие только один атом углерода, как например метанол.
Моносахариды формулы (CH2O)n также называются озы или "простые сахара"; моносахариды включают сахарозу, фруктозу, глюкозу, галактозу и маннозу.
Другие источники углерода, содержащие более одного моносахарида, называются дисахаридами, трисахаридами, олигосахаридами и полисахаридами. Дисахариды включают сахарозу, лактозу и мальтозу. Крахмал и гемицеллюлоза представляют собой полисахариды, также известные как "сложные сахара".
Следовательно, термин "источник углерода" обозначает любой продукт, перечисленный выше, и их смеси.
Термин "ослабление" относится к уменьшению экспрессии гена или уменьшению активности белка, продукта этого гена. Специалисту в данной области техники известны многочисленные способы достижения этого результата, например:
- введение мутации в ген, уменьшающей уровень экспрессии этого гена или уровень активности кодируемого белка;
- замена природного промотора гена на менее сильный промотор, приводящая к снижению экспрессии;
- применение элементов, дестабилизирующих соответствующую информационную РНК или соответствующий белок;
- делетирование гена, если никакой экспрессии не требуется.
Термин "делетированный ген" означает, что существенная часть кодирующих последовательностей указанного гена была удалена. Предпочтительно, чтобы было удалено по меньшей мере 50% кодирующей последовательности и более предпочтительно по меньшей мере 80%.
В описании настоящего изобретения ферменты идентифицируют по их специфическим активностям. Таким образом, это определение включает все полипептиды, которые имеют определенную специфическую активность, также присутствующую в других организмах, более конкретно в других микроорганизмах. Зачастую ферменты со схожими активностями могут быть идентифицированы путем отнесения их к некоторым семействам, определенным как PFAM или COG.
PFAM (база данных по семействам белков, полученная из выравниваний и скрытых моделей Маркова; http://www.sanger.ac.uk/Software/Pfam/) предоставляет большую коллекцию выравниваний белковых последовательностей. Каждая PFAM дает возможность визуализировать многочисленные выравнивания, посмотреть белковые домены, оценить распределение среди организмов, получить доступ к другим базам данных и визуализировать известные белковые структуры.
COGs (кластеры ортологических групп белков; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/COG/) получают путем сравнения белковых последовательностей из 43 полностью секвенированных геномов, представляющих 30 основных филогенетических линий. Каждый COG определяется по меньшей мере из трех линий, что позволяет проводить идентификацию предковых консервативных доменов.
Способы идентификации гомологичных последовательностей и процента их гомологии общеизвестны среди специалистов в данной области техники и включают, в частности, программы BLAST, которыми можно воспользовать из вебсайта http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/, используя параметры по умолчанию, указанные на этом вебсайте. Полученные последовательности далее можно использовать (например для выравнивания), применяя, например, программы CLUSTALW (http://www.ebi.ac.uk/clustalw/) или MULTALIN (http://prodes.toulouse.inra.fr/multalin/cqi-bin/multalin.pl) с параметрами по умолчанию, указанными на этих вебсайтах.
Используя ссылки, приведенные в GenBank для известных генов, специалисты в данной области техники способны определить эквивалентные гены в других организмах, бактериальных штаммах, дрожжах, грибах, млекопитающих, растениях и т.д. Эту рутинную работу предпочтительно выполняют, используя консенсусные последовательности, которые можно определить путем проведения выравниваний последовательностей с генами, происходящими из других микроорганизмов, и конструирования вырожденных зондов с целью клонирования соответствующего гена в другой организм. Эти рутинные методы молекулярной биологии общеизвестны среди специалистов в данной области техники и описаны, например, в Sambrook et al. (Molecular Cloning: a Laboratory Manual. 2nd ed. Cold Spring Harbor Lab., Cold Spring Harbor, New York, 1989).
Согласно настоящему изобретению предложен способ ферментативного периодического или непрерывного продуцирования н-бутанола путем культивирования микроорганизма в соответствующей культуральной среде, содержащей источник углерода, и одновременного извлечения н-бутанола из культуральной среды, причем в данном микроорганизме делетирован по меньшей мере один ген, вовлеченный в образование бутирата.
Согласно конкретному воплощению изобретения предложен способ, где микроорганизм модифицирован с потерей способности к превращению бутирил-CoA в бутират вследствие делетирования по меньшей мере одного гена, кодирующего фосфотрансбутирилазу (ptb) или бутираткиназу (buk). Делетирование генов в Clostridia может быть выполнено с использованием способа, недавно описанного в заявке на патент PCT/EP2006/066997, позволяющего проводить 1) замену гена с целью делетирования гена устойчивости к эритромицину и 2) удаление гена устойчивости к эритромицину с использованием рекомбиназы.
В другом воплощении изобретения микроорганизм не способен продуцировать ацетон вследствие ослабления или делетирования по меньшей мере одного гена, кодирующего CoA-трансферазу (ctfAB) или ацетоацетат-декарбоксилазу (adc). Делетирование одного из этих генов может быть проведено с использованием способа, недавно описанного в заявке на патент PCT/EP2006/066997.
В следующем воплощении изобретения микроорганизм, используемый в способе по изобретению, не способен продуцировать лактат. В частности, это может происходить вследствие делетирования гена Idh, кодирующего лактатдегидрогеназу. Делетирование Idh может быть проведено с использованием способа, недавно описанного в заявке на патент PCT/EP2006/066997.
В другом воплощении микроорганизм модифицирован таким образом, чтобы он был не способен продуцировать ацетат. Этого результата можно достичь путем делетирования по меньшей мере одного из генов, кодирующих фосфотрансацетилазу (pta) или ацетаткиназу (ack). Делетирование одного из этих генов может быть проведено с использованием способа, недавно описанного в заявке на патент PCT/EP2006/066997.
Согласно одному из воплощений изобретения также предложен микроорганизм с уменьшенным потоком продуцирования водорода и затем с переориентированием потока восстановительного эквивалента на продуцирование н-бутанола; это может быть выполнено посредством ослабления гена, кодирующего гидрогеназу (hydA), фермента, обеспечивающего снижение восстановительного эквивалента в форме продуцирования водорода. Ослабление hydA может быть выполнено посредством замены природного промотора на менее сильный промотор или на элемент, дестабилизирующий соответствующую информационную РНК или соответствующий белок. При необходимости, полного ослабления гена также можно достичь путем делетирования соответствующей последовательности ДНК.
Предпочтительно, что используемый микроорганизм выбран среди группы, состоящей из С.acetobutylicum, С.beijerinckii, С.saccharoperbutylacetonicum или С.saccharobutylicum.
В другом воплощении изобретения культура является непрерывной и стабильной.
В другом воплощении способ по изобретению включает следующие стадии:
(a) приведение в контакт микроорганизма по меньшей мере с одним источником углерода, выбранным из группы, состоящей из глюкозы, ксилозы, арабинозы, сахарозы, моносахаридов, олигосахаридов, полисахаридов, целлюлозы, ксилана, крахмала или его производных и глицерина, посредством чего продуцируется н-бутанол;
(b) извлечение н-бутанола в процессе ферментации посредством "извлечения из газа" и
(c) выделение н-бутанола из конденсата путем дистилляции.
Специалисты в данной области техники способны определить условия культивирования для микроорганизмов по изобретению. В частности, клостридии ферментируют при температуре от 20°C до 55°C, предпочтительно от 25°C до 40°C и более конкретно при примерно 35°С для С.acetobutylicum.
Как правило, ферментацию проводят в ферментерах с неорганической культуральной средой известного определенного состава, адаптированного к используемым бактериям, содержащей по меньшей мере один простой источник углерода и, если необходимо, косубстрат, необходимый для продуцирования метаболита.
Изобретение также относится к микроорганизму, который определен ранее. Предпочтительно, этот микроорганизм выбран из группы, состоящей из С.acetobutylicum, С.beijerinckii, С.saccharoperbutylacetonicum или С.saccharobutylicum.
ПРИМЕР 1
Конструирование штаммов, не способных продуцировать бутират: Clostridium acetobutylicum Δсас1515 Δuрр Δbuk
Для делетирования гена buk используют стратегию гомологичной рекомбинации, описанную Croux & Soucaille (2006) в заявке на патент PCT/EP2006/066997. Эта стратегия позволяет осуществлять вставку кассеты устойчивости к эритромицину, одновременно делетируя большую часть рассматриваемого гена. buk-делеционную кассету в pCons::upp конструировали, как изложено ниже.
Два фрагмента ДНК, окружающие buk, подвергали ПЦР-амплификации с использованием полимеразы Pwo, применяя суммарную ДНК из С.acetobutylicum в качестве матрицы и две специфические пары олигонуклеотидов. Используя пары праймеров BUK 1-BUK 2 и BUK 3-BUK 4, получали соответственно два ДНК-фрагмента. С использованием обоих праймеров BUK 1 и BUK 4 вводят BamHI-сайт, тогда как праймеры BUK 2 и BUK 3 имеют комплементарный участок, с помощью которого вводят Nrul-сайт. ДНК-фрагменты BUK 1-BUK 2 и BUK 3-BUK 4 соединяли в эксперименте по ПЦР-слиянию, используя праймеры BUK 1 и BUK 4, и полученный фрагмент клонировали в pCR4-TOPO-Blunt, получая pTOPO:buk. По уникальному Stul-сайту pTOPO:buk вводили ген устойчивости к антибиотикам MLS (макролид-линкозамид-стрептограмин) с FRT (Flippase Recognition Target)-последовательностями (распознаваемыми флиппазой последовательностями-мишенями) по обеим сторонам из Stul-фрагмента от pUC18-FRT-MLS2. BUK-делеционную кассету, полученную после переваривания полученной плазмиды с помощью BamHI, клонировали в pCons::upp по BamHI-сайту, получая плазмиду pREPΔBUK::upp.
Плазмиду pREPΔBUK::upp использовали для трансформации путем электропорации штамма С.acetobutylicum MGCΔcac15Δupp. После селекции на чашке Петри на предмет клонов, устойчивых к эритромицину (40 мкг/мл), одну колонию культивировали в течение 24 часов в жидкой синтетической среде с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 100 мкл неразбавленной культуры наносили на RCA (обогащенный агар для клостридий) с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 5-FU (5-5-фторурацил) в концентрации 400 мкМ. Колонии, устойчивые как к эритромицину, так и к 5-FU, наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл для селекции клонов, у которых устойчивость к 5-FU ассоциирована также с чувствительностью к тиамфениколу. Генотип клонов, устойчивых к эритромицину и чувствительных к тиамфениколу, проверяли ПЦР-анализом (используя праймеры BUK 0 и BUK 5, локализованные вне buk-делеционной кассеты). Штамм Δcac15ΔuppΔbuk::mlsR, утративший pREPΔbuk::upp, выделяли.
Штамм Δcac15ΔuppΔbuk::mlsR трансформировали вектором pCLF1.1, экспрессирующим ген Flp1, кодирующий рекомбиназу Flp (флиппазу) из S.cerevisiae. После трансформации и селекции на чашке Петри на предмет устойчивости к тиамфениколу (50 мкг/мл) одну колонию культивировали на синтетической жидкой среде с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл и соответствующие разведения наносили на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Тиамфениколустойчивые клоны наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Генотип клонов с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу проверяли ПЦР-анализом, используя праймеры BUK 0 и BUK 5. Проводили два последовательных 24-часовых культивирования штамма Δcac15ΔuppΔbuk с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу с целью удаления pCLF1.1. Штамм Δcac15ΔuppΔbuk, утративший pCLF1.1, выделяли в соответствии с его чувствительностью как к эритромицину, так и к тиамфениколу.
ПРИМЕР 2
Конструирование штаммов, не способных продуцировать бутират и ацетон: С.acetobutylicum Δcac1515 Δupp Δbuk ΔctfAB
Для делетирования генов ctfAB используют стратегию гомологичной рекомбинации, описанную Croux & Soucaille (2006) в заявке на патент PCT/EP2006/066997. Эта стратегия позволяет осуществлять вставку кассеты устойчивости к эритромицину, одновременно делетируя большую часть рассматриваемых генов. ctfAB-делеционную кассету в pCons::upp конструировали, как изложено ниже.
Два фрагмента ДНК, окружающие ctfAB, подвергали ПЦР-амплификации с использованием полимеразы Pwo, применяя суммарную ДНК из С.acetobutylicum в качестве матрицы и две специфические пары олигонуклеотидов. Используя пары праймеров CTF 1-CTF 2 и CTF 3-CTF 4, получали соответственно два ДНК-фрагмента. С использованием обоих праймеров CTF 1 и CTF 4 вводят BamHI-сайт, тогда как праймеры CTF 2 и CTF 3 имеют комплементарный участок, с помощью которого вводят Stul-сайт. ДНК-фрагменты CTF 1-CTF 2 и CTF 3-CTF 4 соединяли в эксперименте по ПЦР-слиянию, используя праймеры CTF 1 и CTF 4, и полученный фрагмент клонировали в pCR4-TOPO-Blunt, получая pTOPO:CTF. По уникальному Stul-сайту pTOPO:CTF ген устойчивости к антибиотикам MLS с FRT-последовательностями по обеим сторонам вводили из Stul-фрагмента от pUC18-FRT-MLS2. UPP-делеционную кассету, полученную после переваривания полученной плазмиды с помощью BamHI, клонировали в pCons::upp по BamHI-сайту, получая плазмиду pREPΔCTF::upp.
Плазмиду pREPΔCTF::upp использовали для трансформации путем электропорации штамма С.acetobutylicum MGCΔcac15ΔuppΔbuk. После селекции на чашке Петри на предмет клонов, устойчивых к эритромицину (40 мкг/мл), одну колонию культивировали в течение 24 часов в жидкой синтетической среде с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 100 мкл неразбавленной культуры наносили на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 5-FU в концентрации 400 мкМ. Колонии, устойчивые как к эритромицину, так и к 5-FU, наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл для селекции клонов, у которых устойчивость к 5-FU ассоциирована также с чувствительностью к тиамфениколу. Генотип клонов, устойчивых к эритромицину и чувствительных к тиамфениколу, проверяли ПЦР-анализом (используя праймеры CTF 0 и CTF 5, локализованные вне ctfAB-делеционной кассеты). Штамм Δcac15ΔuppΔbuk ΔctfAB::mlsR, утративший pREPΔCTF::upp, выделяли.
Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfAB::mlsR трансформировали вектором pCLF1.1, экспрессирующим ген Flp1, кодирующий рекомбиназу Flp из S. cerevisiae. После трансформации и селекции на чашке Петри на предмет устойчивости к тиамфениколу (50 мкг/мл) одну колонию культивировали на синтетической жидкой среде с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл и соответствующие разведения наносили на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Тиамфениколустойчивые клоны наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Генотип клонов с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу проверяли ПЦР-анализом, используя праймеры CTF 0 и CTF 5. Проводили два последовательных 24-часовых культивирования штамма Δcac15ΔuppΔbukΔctfAB с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу с целью удаления pCLF1.1 Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfAB, утративший pCLF1.1, выделяли в соответствии с его чувствительностью как к эритромицину, так и к тиамфениколу.
ПРИМЕР 3
Конструирование штаммов, не способных продуцировать бутират, ацетон и лактат: С.acetobutylicum Δcac1515 Δupp Δbuk ΔctfAB Δldh
Для делетирования гена ldh используют стратегию гомологичной рекомбинации, описанную Croux & Soucaille (2006) в заявке на патент PCT/EP2006/066997. Эта стратегия позволяет осуществлять вставку кассеты устойчивости к эритромицину, одновременно делетируя большую часть рассматриваемых генов. Idh-делеционную кассету в pCons::upp конструировали, как изложено ниже.
Два фрагмента ДНК, окружающие Idh (САС267), подвергали ПЦР-амплификации с использованием полимеразы Pwo, применяя суммарную ДНК из С.acetobutylicum в качестве матрицы и две специфические пары олигонуклеотидов. Используя пары праймеров LDH 1-LDH 2 и LDH 3-LDH 4, получали ДНК-фрагменты 1135 п.о. и 1177 п.о. соответственно. С использованием обоих праймеров LDH 1 и LDH 4 вводят BamHI-сайт, тогда как праймеры LDH 2 и LDH 3 имеют комплементарный участок, с помощью которого вводят Stul-сайт. ДНК-фрагменты LDH 1-LDH 2 и LDH 3-LDH 4 соединяли в эксперименте по ПЦР-слиянию, используя праймеры LDH 1 и LDH 4, и полученный фрагмент клонировали в pCR4-TOPO-Blunt, получая pTOPO:LDH. По уникальному Stul-сайту pTOPO:LDH вводили ген устойчивости к антибиотикам MLS с FRT-последовательностями по обеим сторонам из Stul-фрагмента в 1372 п.о. от pUC18-FRT-MLS2. UPP-делеционную кассету, полученную после переваривания полученной плазмиды с помощью BamHI, клонировали в pCons::upp по BamHl-сайту, получая плазмиду pREPΔLDH::upp.
Плазмиду pREPΔLDH::upp использовали для трансформации путем электропорации штамма С.acetobutylicum MGCΔcac15ΔuppΔbukΔctfAB. После селекции на чашке Петри на предмет клонов, устойчивых к эритромицину (40 мкг/мл), одну колонию культивировали в течение 24 часов в жидкой синтетической среде с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 100 мкл неразбавленной культуры наносили на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 5-FU в концентрации 400 мкМ. Колонии, устойчивые как к эритромицину, так и к 5-FU, наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл для селекции клонов, у которых устойчивость к 5-FU ассоциирована также с чувствительностью к тиамфениколу. Генотип клонов, устойчивых к эритромицину и чувствительных к тиамфениколу, проверяли ПЦР-анализом (используя праймеры LDH 0 и LDH 5, локализованные вне ldh-делеционной кассеты). Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfAB ΔIdh::mIsR, утративший pREPΔLDH::upp, выделяли.
Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldh::mlsR трансформировали вектором pCLF1.1, экспрессирующим ген Flp1, кодирующий рекомбиназу Flp из S. cerevisiae. После трансформации и селекции на чашке Петри на предмет устойчивости к тиамфениколу (50 мкг/мл) одну колонию культивировали на синтетической жидкой среде с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл и соответствующие разведения наносили на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Тиамфениколустойчивые клоны наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Генотип клонов с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу проверяли ПЦР-анализом, используя праймеры LDH 0 и LDH 5. Проводили два последовательных 24-часовых культивирования штамма Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldh с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу с целью удаления pCLF1.1. Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldh, утративший pCLF1.1, выделяли в соответствии с его чувствительностью как к эритромицину, так и к тиамфениколу.
ПРИМЕР 4
Конструирование штаммов, не способных продуцировать бутират, ацетон, лактат и ацетат: С.acetobutylicum Δcac1515 Δupp Δbuk ΔctfAB Δldh Δpta-ack
Для делетирования генов pta и ack используют стратегию гомологичной рекомбинации, описанную Croux & Soucaille (2006) в заявке на патент PCT/EP2006/066997. Эта стратегия позволяет осуществлять вставку кассеты устойчивости к эритромицину, одновременно делетируя большую часть рассматриваемых генов; pta-ack-делеционную кассету в pCons::upp конструировали, как изложено ниже.
Два фрагмента ДНК, окружающие pta-ack, подвергали ПЦР-амплификации с использованием полимеразы Pwo, применяя суммарную ДНК из С.acetobutylicum в качестве матрицы и две специфические пары олигонуклеотидов. Используя пары праймеров РА 1-РА 2 и РА 3-РА 4, получали соответственно два ДНК-фрагмента. С использованием обоих праймеров РА 1 и РА 4 вводят BamHI-сайт, тогда как праймеры РА 2 и РА 3 имеют комплементарный участок, с помощью которого вводят StuI-сайт.ДНК-фрагменты РА 1-РА 2 и РА 3-РА 4 соединяли в эксперименте по ПЦР-слиянию, используя праймеры РА 1 и РА 4, и полученный фрагмент клонировали в pCR4-TOPO-Blunt, получая рТОРО:РА. По уникальному StuI-сайту рТОРО:РА вводили ген устойчивости к антибиотикам MLS с FRT-последовательностями по обеим сторонам из StuI-фрагмента от pUC18-FRT-MLS2. UPP-делеционную кассету, полученную после переваривания полученной плазмиды с помощью BamHI, клонировали в pCons::upp по BamHI-сайту, получая плазмиду pREPΔPA::upp.
Плазмиду pREPΔPA::upp использовали для трансформации путем электропорации штамма С.acetobutylicum MGCΔcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldh. После селекции на чашке Петри на предмет клонов, устойчивых к эритромицину (40 мкг/мл), одну колонию культивировали в течение 24 часов в жидкой синтетической среде с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 100 мкл неразбавленной культуры наносили на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 5-FU в концентрации 400 мкМ. Колонии, устойчивые как к эритромицину, так и к 5-FU, наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл для селекции клонов, у которых устойчивость к 5-FU ассоциирована также с чувствительностью к тиамфениколу. Генотип клонов, устойчивых к эритромицину и чувствительных к тиамфениколу, проверяли ПЦР-анализом (используя праймеры РА 0 и РА 5, локализованные вне pta-ack-делеционной кассеты). Штамм Δcac15ΔuppΔbuk ΔctfABΔldhΔpta-ack::mlsR, утративший pREPΔPA::upp, выделяли.
Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔIdhΔpta-ack::mlsR трансформировали вектором pCLF1.1, экспрессирующим ген Flp1, кодирующий рекомбиназу Flp из S. cerevisiae. После трансформации и селекции на чашке Петри на предмет устойчивости к тиамфениколу (50 мкг/мл) одну колонию культивировали на синтетической жидкой среде с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл и соответствующие разведения наносили на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Тиамфениколустойчивые клоны наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Генотип клонов с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу проверяли ПЦР-анализом, используя праймеры РА 0 и РА 5. Проводили два последовательных 24-часовых культивирования штамма Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔpta-ack с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу с целью удаления pCLF1.1. Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔpta-ack, утративший pCLF1.1, выделяли в соответствии с его чувствительностью как к эритромицину, так и к тиамфениколу.
ПРИМЕР 5
Конструирование штаммов с низким продуцированием водорода: С.acetobutylicum Δcac1515 Δupp Δbuk ΔctfAB Δldh ΔhydA
Для делетирования гена hydA используют стратегию гомологичной рекомбинации, описанную Croux & Soucaille (2006) в заявке на патент PCT/EP2006/066997. Эта стратегия позволяет осуществлять вставку кассеты устойчивости к эритромицину, одновременно делетируя большую часть рассматриваемых генов; hydA-делеционную кассету в pCons::upp конструировали, как изложено ниже.
Два фрагмента ДНК, окружающие hydA (САС028), подвергали ПЦР-амплификации с использованием полимеразы Pwo, применяя суммарную ДНК из С.acetobutylicum в качестве матрицы и две специфические пары олигонуклеотидов. Используя пары праймеров HYD 1-HYD 2 и HYD 3-HYD 4, получали ДНК-фрагменты 1269 п.о. и 1317 п.о. соответственно. С использованием обоих праймеров HYD 1 и HYD 4 вводят BamHI-сайт, тогда как праймеры HYD 2 и HYD 3 имеют комплементарный участок, с помощью которого вводят Stul-сайт. ДНК-фрагменты HYD 1-HYD 2 и HYD 3-HYD 4 соединяли в эксперименте по ПЦР-слиянию, используя праймеры HYD 1 и HYD 4, и полученный фрагмент клонировали в pCR4-TOPO-Blunt, получая pTOPO:HYD. По уникальному StuI-сайту pTOPO:HYD вводили ген устойчивости к антибиотикам MLS с FRT-последовательностями по обеим сторонам из Stul-фрагмента в 1372 п.о. от pUC18-FRT-MLS2. UPP-делеционную кассету, полученную после переваривания полученной плазмиды с помощью BamHI, клонировали в pCons::upp по BamHI-сайту, получая плазмиду pREPΔHYD::upp.
Плазмиду pREPΔHYD::upp использовали для трансформации путем электропорации штамма С.acetobutylicum MGCΔcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldh. После селекции на чашке Петри на предмет клонов, устойчивых к эритромицину (40 мкг/мл), одну колонию культивировали в течение 24 часов в жидкой синтетической среде с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 100 мкл неразбавленной культуры наносили на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл и 5-FU в концентрации 400 мкМ. Колонии, устойчивые как к эритромицину, так и к 5-FU, наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл для селекции клонов, у которых устойчивость к 5-FU ассоциирована также с чувствительностью к тиамфениколу. Генотип клонов, устойчивых к эритромицину и чувствительных к тиамфениколу, проверяли ПЦР-анализом (используя праймеры HYD 0 и HYD 5, локализованные вне hudA-делеционной кассеты). Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔhydA::mlsR, утративший pREPΔHYD::upp, выделяли.
Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔhydA::mlsR трансформировали вектором pCLF1.1, экспрессирующим ген Flp1, кодирующий рекомбиназу Flp из S. cerevisiae. После трансформации и селекции на чашке Петри на предмет устойчивости к тиамфениколу (50 мкг/мл) одну колонию культивировали на синтетической жидкой среде с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл и соответствующие разведения наносили на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Тиамфениколустойчивые клоны наносили методом реплик как на RCA с эритромицином в концентрации 40 мкг/мл, так и на RCA с тиамфениколом в концентрации 50 мкг/мл. Генотип клонов с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу проверяли ПЦР-анализом, используя праймеры HYD 0 и HYD 5. Проводили два последовательных 24-часовых культивирования штамма Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔhydA с чувствительностью к эритромицину и устойчивостью к тиамфениколу с целью удаления pCLF1.1. Штамм Δcac15ΔuppΔbukΔctfABΔldhΔhydA, утративший pCLF1.1, выделяли в соответствии с его чувствительностью как к эритромицину, так и к тиамфениколу.
ПРИМЕР 6
Периодическая ферментация н-бутанолпродуцирующих штаммов
Первоначально штаммы анализировали в колбах для анаэробного культивирования в синтетической среде, описанной Soni и др. (Soni et al., 1987, Appl. Microbiol. Biotechnol. 27: 1-5), дополненной 2,5 г/л ацетата аммония. Ночную культуру при 35°C использовали для инокуляции культуры объемом 30 мл до получения OD600, равной 0,05. После инкубации культуры в течение 3 суток при 35°C проводили анализ глюкозы, органических кислот и растворителей посредством HPLC, используя колонку Biorad НРХ 97Н для разделения и рефрактометр для детекции.
Штаммы с надлежащим фенотипом потом тестировали в условиях продуцирования в 300 мл ферментерах (DASGIP), используя протокол анаэробного периодического культивирования.
Для этой цели ферментер заполняли 250 мл синтетической среды, барботировали азотом в течение 30 мин и инокулировали 25 мл предкультуры до оптической плотности (OD600 нм) от 0,05 до 0,1.
Температуру культуры поддерживали постоянной при 35°C и pH постоянно подводили до 5,5, используя раствор NH4OH. В процессе ферментации скорость перемешивания поддерживали 300 оборотов в минуту.
ПРИМЕР 7
Непрерывная ферментация н-бутанолпродуцирующих штаммов
Наилучший н-бутанолпродуцирующий штамм анализировали при культивировании в хемостате в синтетической среде, описанной Soni и др. (Soni et al., 1987, Appl. Microbiol.Biotechnol. 27: 1-5). Ночную культуру при 35°C использовали для инокуляции 300 мл ферментеров (DASGIP), применяя протокол анаэробного культивирования в хемостате.
Для этой цели ферментер заполняли 250 мл синтетической среды, барботировали азотом в течение 30 мин и инокулировали 25 мл предкультуры до оптической плотности (OD600 нм) от 0,05 до 0,1. Через 12 часов периодического культивирования при 35°C, pH 5,5 (регулировали с использованием раствора NH4OH) и скорости перемешивания 300 оборотов в минуту, ферментер непрерывно подпитывали не содержащей кислорода синтетической средой при скорости разведения 0,05 ч-1, в то время как объем поддерживали постоянным путем последовательного удаления ферментационной среды. За стабильностью следили, используя анализ продуктов с применением протокола HPLC, описанного ранее.
ПРИМЕР 8
Оценка н-бутанолпродуцирующих штаммов в периодических культурах.
Продуцирующие штаммы оценивали в небольших колбах. 10% размороженных культур (обычно 3 мл) использовали для инокуляции 30 мл синтетической среды (MSL4). Для киллинга любых вегетативных клеток, присутствующих до инициации роста, применяли тепловой шок при 80°C в течение 15 минут. Затем культуры выращивали при 37°C в течение 6-7 суток. Внеклеточные соединения определяли количественно посредством HPLC, используя следующие параметры: концентрация элюента (H2SO4): 0,25 мМ; поток: 0,5 мл/мин; температура: 25°C, время: 50 минут.
Таблица 6 | |
Состав синтетической среды (MSL4) | |
Соединение | Концентрация |
Глюкоза | 60 г/л |
KH2PO4 | 0,5 г/л |
K2HPO4 | 0,5 г/л |
MgSO4, 7H2O | 0,2 г/л |
FeSO4, 7H2O | 0,01 г/л |
CH3COOH | 2,2 г/л |
Аминобензойная кислота (пара) | 8 мг/л |
Биотин | 0,04 мг/л |
Как можно видеть в Таблице 2, после делетирования гена, кодирующего бутираткиназу (buk), максимальная концентрация бутирата, детектируемая в среде, уменьшается от 3,13 г/л через 2 суток культивирования штамма С.acetobutylicum Δcac15 Δupp до 0,43 г/л через 5 суток культивирования штамма С.acetobutylicum Δсас15 Δupp Δbuk::MSLr. Отметим, что выход спирт/глюкоза (Ybu+Yet) значительно увеличивается, в то время как выход ацетон/глюкоза (Yac) значительно уменьшается.
Таблица 7. | ||||||
Выход полученных растворителей в г-% продукта/г глюкозы и максимальная концентрация бутирата в г/л при периодическом культивировании штаммов, описанных выше. SD означает стандартное отклонение; МС означает максимальную концентрацию в г/л. | ||||||
Генотип | Ybu+Yet | SD | Yac | SD | МС бутирата | |
48 ч | 120 ч | |||||
С.acetobutylicum АТСС 824 Δсас15 Δupp | 23,47 | 0,01 | 9,94 | 0,01 | 3,13 | 1,61 |
С.acetobutylicum АТСС 824 Δсас15 Δupp Δbuk::MSLr | 38,07 | 2,23 | 4,64 | 2,68 | 0,29 | 0,43 |
Claims (10)
1. Способ получения н-бутанола путем культивирования Clostridia acetobutylicum в соответствующей культуральной среде, содержащей источник углерода, и извлечения н-бутанола из культуральной среды, причем в данном микроорганизме делетирован кодирующий бутираткиназу ген buk, вовлеченный в образование бутирата.
2. Способ по п.1, где делетирован ген ptb, кодирующий фосфотрансбутирилазу.
3. Способ по п.1, где в данном микроорганизме ослаблен по меньшей мере один ген, вовлеченный в образование ацетона.
4. Способ по п.3, где делегирован по меньшей мере один из следующих генов:
- ctfAB, кодирующий СоА-трансферазу,
- adc, кодирующий ацетоацетат-декарбоксилазу.
- ctfAB, кодирующий СоА-трансферазу,
- adc, кодирующий ацетоацетат-декарбоксилазу.
5. Способ по п.1, где микроорганизм, в котором делетирован ген buk, далее модифицирован с потерей способности к продуцированию лактата путем делетирования гена ldh.
6. Способ по п.1, где микроорганизм, в котором делетирован ген buk, далее модифицирован с потерей способности к продуцированию ацетата путем делетирования по меньшей мере одного гена, вовлеченного в образование ацетата:
- pta, кодирующего фосфотрансацетилазу,
- ack, кодирующего ацетаткиназу.
- pta, кодирующего фосфотрансацетилазу,
- ack, кодирующего ацетаткиназу.
7. Способ по п.1, где микроорганизм, в котором делетирован ген buk, далее модифицирован так, чтобы давать пониженный поток водорода, с тем, чтобы переключить восстановительную способность на продуцирование бутанола, путем ослабления гена hydA.
8. Способ по п.1, где культура является непрерывной и стабильной.
9. Способ по п.1, включающий следующие стадии:
a) ферментацию микроорганизма, продуцирующего н-бутанол,
b) удаление н-бутанола в процессе ферментации посредством "извлечения из газа",
c) выделение н-бутанола из конденсата путем дистилляции.
a) ферментацию микроорганизма, продуцирующего н-бутанол,
b) удаление н-бутанола в процессе ферментации посредством "извлечения из газа",
c) выделение н-бутанола из конденсата путем дистилляции.
10. Микроорганизм Clostridia acetobutylicum для применения в способе получения бутанола по п.1, в котором делетирован кодирующий бутираткиназу ген buk.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EPPCT/EP2006/067993 | 2006-10-31 | ||
PCT/EP2006/067993 WO2008052596A1 (en) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Process for the biological production of n-butanol with high yield |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009118372A RU2009118372A (ru) | 2010-12-10 |
RU2461627C2 true RU2461627C2 (ru) | 2012-09-20 |
Family
ID=38229807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009118372/10A RU2461627C2 (ru) | 2006-10-31 | 2007-10-29 | СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА н-БУТАНОЛА |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US20100086982A1 (ru) |
JP (2) | JP5442441B2 (ru) |
KR (1) | KR101444968B1 (ru) |
CN (1) | CN101528935B (ru) |
AR (1) | AR063762A1 (ru) |
AU (1) | AU2007316189B2 (ru) |
BR (1) | BRPI0718142A2 (ru) |
CA (1) | CA2665102C (ru) |
DK (1) | DK2084287T3 (ru) |
IL (1) | IL198342A (ru) |
MX (1) | MX2009004660A (ru) |
RU (1) | RU2461627C2 (ru) |
TW (1) | TW200835792A (ru) |
WO (2) | WO2008052596A1 (ru) |
ZA (1) | ZA200902639B (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10961499B2 (en) | 2016-07-08 | 2021-03-30 | Metabolic Explorer | Method for the fermentative production of molecules of interest by microorganisms comprising genes coding sugar phosphotransferase system (PTS) |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BRPI0719748A2 (pt) * | 2006-12-01 | 2013-12-10 | Gevo Inc | Microrganismo modificados por engenharia para produzir n-butanol e métodos relacionados |
CN101519673B (zh) * | 2008-02-27 | 2013-02-06 | 中国科学院上海生命科学研究院 | 一种提高梭菌产丁醇比例的方法 |
GB2457820B (en) | 2008-02-28 | 2010-09-08 | Green Biologics Ltd | Production process |
WO2010022763A1 (en) * | 2008-08-25 | 2010-03-04 | Metabolic Explorer | Method for the preparation of 2-hydroxy-isobutyrate |
EP2194120A1 (en) * | 2008-12-02 | 2010-06-09 | Total S.A. | Bioprocessing ligno-cellulose into ethanol with recombinant clostridium |
DK2204453T3 (da) | 2008-12-30 | 2013-06-10 | Sued Chemie Ip Gmbh & Co Kg | Fremgangsmåde til celle-fri fremstilling af kemikalier |
KR101827230B1 (ko) | 2008-12-31 | 2018-02-07 | 메타볼릭 익스플로러 | 디올의 제조 방법 |
EP2267141A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of n-Butanol with high yield |
WO2011003962A2 (en) | 2009-07-08 | 2011-01-13 | Metabolic Explorer | Improved gas stripping process for the recovery of solvents from fermentation broths |
KR101277711B1 (ko) * | 2009-09-22 | 2013-06-24 | 한국과학기술원 | 부탄올 생성능이 증가된 재조합 미생물 및 이를 이용한 부탄올의 제조방법 |
WO2011037414A2 (ko) | 2009-09-22 | 2011-03-31 | 한국과학기술원 | 알코올 생성능이 증가된 재조합 변이 미생물 및 이를 이용한 알코올의 제조방법 |
JP2013511283A (ja) * | 2009-11-23 | 2013-04-04 | ビュータマックス・アドバンスド・バイオフューエルズ・エルエルシー | 電解質の添加を伴う抽出発酵を用いたブタノールの生成方法 |
JP2011177085A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Nippon Shokubai Co Ltd | 発酵による1−ブタノールの製造方法 |
EP2588598B1 (en) | 2010-07-02 | 2016-03-09 | Metabolic Explorer | Method for the preparation of hydroxy acids |
TWI500768B (zh) | 2010-07-05 | 2015-09-21 | Metabolic Explorer Sa | 由蔗糖製備1,3-丙二醇之方法 |
EP2614139A4 (en) * | 2010-09-10 | 2014-03-26 | Univ Delaware | RECOMBINANT CLOSTRIDIA THAT FIX CO2 AND CO AND USES THEREOF |
US20140087436A1 (en) * | 2011-02-25 | 2014-03-27 | Ohio State Innovation Foundation | Autotrophic hydrogen bacteria and uses thereof |
DE102011077705A1 (de) | 2011-06-17 | 2012-12-20 | Evonik Degussa Gmbh | Mikrobielles Verfahren zur Herstellung niedermolekularer, organischer Verbindungen umfassend die Produktabsorption durch Isophoron |
EP2540834A1 (en) | 2011-06-29 | 2013-01-02 | Metabolic Explorer | Method for the preparation of 1,3-propanediol |
WO2013053824A1 (en) | 2011-10-11 | 2013-04-18 | Metabolic Explorer | New biosynthesis pathway for prenol in a recombinant microorganism |
AU2012332325B2 (en) * | 2011-11-03 | 2015-07-16 | Easel Biotechnologies, Llc | Microbial production of n-butyraldehyde |
EP2820134A1 (en) | 2012-03-02 | 2015-01-07 | Metabolic Explorer | A process for butanol production |
EP2647718A3 (en) | 2012-04-06 | 2014-12-24 | Metabolic Explorer | Process for producing 5-aminopentanoate empolying a recombinant microorganism |
JP5638041B2 (ja) | 2012-07-25 | 2014-12-10 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物、タイヤ部材、及び空気入りタイヤ |
JP5536840B2 (ja) | 2012-09-07 | 2014-07-02 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物、タイヤ部材、及び空気入りタイヤ |
WO2014049382A2 (en) | 2012-09-26 | 2014-04-03 | Metabolic Explorer | Ethylenediamine fermentative production by a recombinant microorganism |
JP6012371B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-10-25 | 株式会社日本触媒 | 4−ヒドロキシ−2−ブタノンまたはブタノールの製造方法 |
WO2014062407A2 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | Dow Global Technologies Llc | Anhydride-cured epoxy resin systems containing divinylarene dioxides |
CN104781302B (zh) | 2012-11-13 | 2017-03-08 | 陶氏环球技术有限责任公司 | 用于树脂传递模塑方法的含多亚乙基四胺和三亚乙基二胺催化剂的环氧树脂体系 |
EP2920227B1 (en) | 2012-11-13 | 2017-02-08 | Dow Global Technologies LLC | Epoxy resin system containing polyethylene tetraamines for resin transfer molding processes |
US20150368678A1 (en) | 2013-02-05 | 2015-12-24 | Green Biologics Ltd. | Production of butanol |
JP6236209B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2017-11-22 | 株式会社日本触媒 | ブタノールの製造方法 |
JP6404575B2 (ja) * | 2013-03-26 | 2018-10-10 | 株式会社日本触媒 | 遺伝子改変クロストリジウム・サッカロパーブチルアセトニカム |
WO2017068385A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Metabolic Explorer | Microorganism modified for the assimilation of levulinic acid |
US11692207B2 (en) | 2016-05-05 | 2023-07-04 | Newpek S.A. De C.V. | Enzymatic methods for butanol production |
EP3348646A1 (de) | 2017-01-17 | 2018-07-18 | Evonik Degussa GmbH | Mikrobielles verfahren zur herstellung von aceton, isopropanol, butanol und/oder ethanol umfassend die produktabsorption durch wasser |
CN107653208B (zh) * | 2017-11-15 | 2020-04-21 | 天津科技大学 | 一株产氢菌 |
US11142751B2 (en) | 2019-03-07 | 2021-10-12 | Auburn University | CRISPR-cas system for Clostridium genome engineering and recombinant strains produced thereof |
JP2022179159A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | キャップトレッド及び乗用車タイヤ |
JP2022179157A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | キャップトレッド及び乗用車タイヤ |
JP2022179158A (ja) | 2021-05-21 | 2022-12-02 | 住友ゴム工業株式会社 | 乗用車タイヤ用ゴム組成物及び乗用車タイヤ |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2080382C1 (ru) * | 1995-03-13 | 1997-05-27 | Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов | Штамм бактерий clostridium acetobutylicum-продуцент н-бутилового спирта и ацетона |
Family Cites Families (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1315585A (en) * | 1919-09-09 | Charles weizmann | ||
JPS5831993A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-24 | Idemitsu Kosan Co Ltd | ブタノ−ルの製造法 |
US4521516A (en) * | 1982-11-18 | 1985-06-04 | Cpc International Inc. | Strain of Clostridium acetobutylicum and process for its preparation |
US4539293A (en) * | 1983-05-10 | 1985-09-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Production of butanol by fermentation in the presence of cocultures of clostridium |
US4649112A (en) * | 1984-10-11 | 1987-03-10 | Cpc International Inc. | Utilization of xylan and corn fiber for direct fermentation by clostridium acetobutylicum |
US4777135A (en) * | 1985-02-04 | 1988-10-11 | The University Of Vermont And State Agricultural College | Method for producing butanol by fermentation |
US5254467A (en) * | 1988-09-01 | 1993-10-19 | Henkel Kommanditgesellschaft Auf Aktien | Fermentive production of 1,3-propanediol |
US5063156A (en) * | 1990-04-30 | 1991-11-05 | Glassner David A | Process for the fermentative production of acetone, butanol and ethanol |
US5633362A (en) * | 1995-05-12 | 1997-05-27 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Production of 1,3-propanediol from glycerol by recombinant bacteria expressing recombinant diol dehydratase |
US5599689A (en) * | 1995-05-12 | 1997-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making 1,3-propanediol from carbohydrates using mixed microbial cultures |
US6428767B1 (en) * | 1995-05-12 | 2002-08-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for identifying the source of carbon in 1,3-propanediol |
US5686276A (en) * | 1995-05-12 | 1997-11-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Bioconversion of a fermentable carbon source to 1,3-propanediol by a single microorganism |
US5753474A (en) * | 1995-12-26 | 1998-05-19 | Environmental Energy, Inc. | Continuous two stage, dual path anaerobic fermentation of butanol and other organic solvents using two different strains of bacteria |
ID21487A (id) * | 1996-11-13 | 1999-06-17 | Du Pont | Metoda pembuatan 1,3 - propandiol dengan organisme rekombinan |
WO1998051813A1 (en) * | 1997-05-14 | 1998-11-19 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | A METHOD OF PRODUCING BUTANOL USING A MUTANT STRAIN OF $i(CLOSTRIDIUM BEIJERINCKII) |
IL136407A0 (en) * | 1997-12-02 | 2001-06-14 | Du Pont | Method for the production of glycerol by recombinant organisms |
US7074608B1 (en) * | 1998-05-12 | 2006-07-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant organisms comprising genes for coenzyme B12 synthesis |
US6432686B1 (en) * | 1998-05-12 | 2002-08-13 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for the production of 1,3-propanediol by recombinant organisms comprising genes for vitamin B12 transport |
US6468773B1 (en) * | 1999-05-19 | 2002-10-22 | Genencor International, Inc. | Mutant 1,3-propandiol dehydrogenase |
FR2796081B1 (fr) * | 1999-07-09 | 2003-09-26 | Agronomique Inst Nat Rech | Procede de preparation du 1,3-propanediol par un micro-organisme recombinant en l'absence de coenzyme b12 ou de l'un de ses precurseurs |
EP1204755B1 (en) * | 1999-08-18 | 2006-08-09 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Process for the biological production of 1,3-propanediol |
US6803218B1 (en) * | 1999-09-24 | 2004-10-12 | Genencor Intl., Inc. | Enzymes which dehydrate glycerol |
FR2800751B1 (fr) * | 1999-11-09 | 2003-08-29 | Roquette Freres | Procede de production de 1,3 propanediol par voie fermentaire |
DE60315028T2 (de) * | 2002-05-30 | 2008-04-10 | NatureWorks LLC, Minnetonka | Verfahren und materialien zur produktion von d-milchsäure in hefe |
KR101148255B1 (ko) * | 2002-10-04 | 2012-08-08 | 다니스코 유에스 인크. | 고수율을 갖는 1,3-프로판디올의 생물학적 제조 방법 |
US20040152159A1 (en) * | 2002-11-06 | 2004-08-05 | Causey Thomas B. | Materials and methods for the efficient production of acetate and other products |
WO2005010182A1 (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-03 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | コリネ型細菌形質転換体及びそれを用いるジカルボン酸の製造方法 |
US20050089979A1 (en) * | 2003-09-18 | 2005-04-28 | Ezeji Thaddeus C. | Process for continuous solvent production |
JP2005102533A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Nippon Shokubai Co Ltd | 1,3−プロパンジオールの製造方法 |
US20070148749A1 (en) * | 2004-03-26 | 2007-06-28 | Shinzo Yasuda | Process for producting 1,3-propanediol and or/3-hydroxypropionic acid |
WO2006007530A2 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Rice University | Blocking sporulation by inhibiting spoiie |
US7223567B2 (en) * | 2004-08-27 | 2007-05-29 | Rice University | Mutant E. coli strain with increased succinic acid production |
JP2008513023A (ja) * | 2004-09-17 | 2008-05-01 | ライス ユニバーシティー | 高コハク酸生産細菌 |
US7682811B2 (en) * | 2006-01-27 | 2010-03-23 | University Of Massachusetts | Systems and methods for producing biofuels and related materials |
US20070275447A1 (en) * | 2006-05-25 | 2007-11-29 | Lewis Randy S | Indirect or direct fermentation of biomass to fuel alcohol |
US20100330636A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Metabolic Explorer | Process for the biological production of n-butanol with high yield |
-
2006
- 2006-10-31 WO PCT/EP2006/067993 patent/WO2008052596A1/en active Application Filing
-
2007
- 2007-10-29 CN CN2007800391785A patent/CN101528935B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-29 US US12/447,726 patent/US20100086982A1/en not_active Abandoned
- 2007-10-29 CA CA2665102A patent/CA2665102C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-29 KR KR1020097011053A patent/KR101444968B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-10-29 MX MX2009004660A patent/MX2009004660A/es active IP Right Grant
- 2007-10-29 RU RU2009118372/10A patent/RU2461627C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-10-29 WO PCT/EP2007/061634 patent/WO2008052973A2/en active Application Filing
- 2007-10-29 DK DK07821988.8T patent/DK2084287T3/da active
- 2007-10-29 BR BRPI0718142-6A2A patent/BRPI0718142A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2007-10-29 JP JP2009533879A patent/JP5442441B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-10-29 AU AU2007316189A patent/AU2007316189B2/en not_active Ceased
- 2007-10-30 TW TW096140669A patent/TW200835792A/zh unknown
- 2007-10-31 AR ARP070104849A patent/AR063762A1/es unknown
-
2009
- 2009-04-16 ZA ZA200902639A patent/ZA200902639B/xx unknown
- 2009-04-23 IL IL198342A patent/IL198342A/en active IP Right Grant
-
2013
- 2013-08-22 JP JP2013172060A patent/JP2014000087A/ja active Pending
-
2014
- 2014-07-01 US US14/321,173 patent/US20140377825A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2080382C1 (ru) * | 1995-03-13 | 1997-05-27 | Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов | Штамм бактерий clostridium acetobutylicum-продуцент н-бутилового спирта и ацетона |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
EDWARD M GREEN et al. Genetic manipulation of acid formation pathways by gene inactivation in Clostridium acetobutylicum ATCC 824 // Microbiology. - 1996, Vol.142, p.2079-2086. LATONIA M. HARRIS et al. Characterization of Recombinant Strains of the Clostridium acetobutylicum Butyrate Kinase Inactivation Mutant: Need for New Phenomenological. Models for Solventogenesis and Butanol Inhibition // Biotechnology and bioengineering. - 2000, Vol.67, No.1, pp.1-11. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10961499B2 (en) | 2016-07-08 | 2021-03-30 | Metabolic Explorer | Method for the fermentative production of molecules of interest by microorganisms comprising genes coding sugar phosphotransferase system (PTS) |
RU2760290C1 (ru) * | 2016-07-08 | 2021-11-23 | Метаболик Эксплорер | Способ ферментативной продукции целевых молекул микроорганизмами, включающими гены, кодирующие фосфотрансферазную систему (фтс) сахаров |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100086982A1 (en) | 2010-04-08 |
WO2008052973A2 (en) | 2008-05-08 |
MX2009004660A (es) | 2009-05-22 |
KR101444968B1 (ko) | 2014-09-26 |
CA2665102A1 (en) | 2008-05-08 |
CN101528935B (zh) | 2013-08-07 |
WO2008052973A3 (en) | 2008-07-31 |
BRPI0718142A2 (pt) | 2013-11-05 |
KR20090085650A (ko) | 2009-08-07 |
TW200835792A (en) | 2008-09-01 |
WO2008052596A1 (en) | 2008-05-08 |
JP2010508017A (ja) | 2010-03-18 |
JP5442441B2 (ja) | 2014-03-12 |
US20140377825A1 (en) | 2014-12-25 |
JP2014000087A (ja) | 2014-01-09 |
CA2665102C (en) | 2015-01-20 |
IL198342A0 (en) | 2011-08-01 |
IL198342A (en) | 2013-10-31 |
CN101528935A (zh) | 2009-09-09 |
ZA200902639B (en) | 2010-03-31 |
AU2007316189A1 (en) | 2008-05-08 |
AU2007316189B2 (en) | 2014-07-03 |
AR063762A1 (es) | 2009-02-18 |
RU2009118372A (ru) | 2010-12-10 |
DK2084287T3 (da) | 2012-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2461627C2 (ru) | СПОСОБ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА н-БУТАНОЛА | |
Cheng et al. | Engineering Clostridium for improved solvent production: recent progress and perspective | |
Wen et al. | Enhanced solvent production by metabolic engineering of a twin-clostridial consortium | |
Papoutsakis | Engineering solventogenic clostridia | |
Huang et al. | Genetic modification of critical enzymes and involved genes in butanol biosynthesis from biomass | |
Shanmugam et al. | High-efficient production of biobutanol by a novel Clostridium sp. strain WST with uncontrolled pH strategy | |
US8236994B2 (en) | Process for the biological production of 1,3-propanediol from glycerol with high yield | |
Lehmann et al. | Switching Clostridium acetobutylicum to an ethanol producer by disruption of the butyrate/butanol fermentative pathway | |
US8431374B2 (en) | Methods for the economical production of biofuel from biomass | |
Dong et al. | Biobutanol | |
Fu et al. | Butanol production from Saccharina japonica hydrolysate by engineered Clostridium tyrobutyricum: The effects of pretreatment method and heat shock protein overexpression | |
Xue et al. | 3.07-Biofuels and Bioenergy: Acetone and Butanol☆ | |
US20100330636A1 (en) | Process for the biological production of n-butanol with high yield | |
US9434963B2 (en) | Process for butanol production | |
EP2267141A1 (en) | Process for the biological production of n-Butanol with high yield | |
EP2084287B1 (en) | Process for the biological production of n-butanol with high yield | |
CN101935677A (zh) | 以高产率生物生产正丁醇的方法 | |
Bones | Metabolic engineering of Clostridium saccharoperbutylacetonicum for improved solvent production | |
Chen | Genomic Understanding of Clostridium Species for Biochemicals Productions from Sustaninable Feedstock | |
TWI526536B (zh) | 重組型酵母菌細胞及其製備方法與用途 | |
Gong et al. | Hongjun Dong, Wenwen Tao, Zongjie Dai, Liejian Yang | |
JP2015062357A (ja) | 酵母 | |
Nguyen | Metabolic engineering of clostridium acetobutylicum for the production of fuels and chemicals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181030 |