Бактерия - продуцент 1-бутанола и способ получения 1-бутанола
Владельцы патента RU 2431672:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов" (ФГУП ГосНИИГенетика) (RU)
Настоящее изобретение относится к микробиологической промышленности, в частности, к способу получения 1-бутанола с помощью бактерий. Предложена клетка бактерий, в которой повышена активность ферментов β-окисления жирных кислот по сравнению с немодифицированным организмом. В частности, в ней повышена активность: ацил-СоА-дегидрогеназы, еноил-СоА-гидратазы, 3-гидроксиацил-СоА дегидрогеназы и 3-кетоацил-СоА-тиолазы. Бутанол получают посредством культивирования этой клетки в питательной среде и выделения произведенного и накопленного 1-бутанола из культуральной жидкости. Предложенные бактерии могут использоваться для крупномасштабной продукции 1-бутанола для промышленного применения. 2 н. и 21 з.п.ф-лы, 4 табл.
Текст описания приведен в факсимильном виде.
1. Бактерия - продуцент 1-бутанола, модифицированная таким образом, что активность ферментов β-окисления жирных кислот:
а) ацил-СоА-дегидрогеназы;
б) еноил-СоА-гидратазы;
в) 3-гидроксиацил-СоА дегидрогеназы;
г) 3-кетоацил-СоА-тиолазы
в ней повышена и указанные ферменты катализируют соответственно реакции:
1) превращение кротонил-СоА в бутирил-СоА;
2) превращение 3-гидроксибутирил-СоА в кротонил-СоА;
3) превращение ацетоацетил-СоА в 3-гидроксибутирил-СоА;
4) образование ацетоацетил-СоА из двух молекул ацетил-СоА.
2. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что ацил-СоА-дегидрогеназа содержит аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1-17.
3. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что еноил-СоА-гидратаза содержит аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 18-38.
4. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что 3-гидроксиацил-СоА-дегидрогеназа содержит аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 18, 19, 23-25, 27, 31-33, 39-44.
5. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что 3-кетоацил-СоА-тиолаза содержит аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 45-61.
6. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что активность одного или нескольких из указанных ферментов в бактерии повышена за счет увеличения количества соответствующей мРНК, повышения количества соответствующего фермента или увеличения удельной активности фермента.
7. Бактерия по п.6, отличающийся тем, что количество соответствующей мРНК увеличено за счет увеличения числа копий соответствующего гена, или за счет усиления транскрипции соответствующего гена, достигаемого путем использования более сильного промотора, снятия репрессии, или за счет увеличения стабильности мРНК.
8. Бактерия по п.6, отличающаяся тем, что количество соответствующего фермента повышено за счет усиления трансляции соответствующей мРНК, достигаемого модификацией нуклеотидной последовательности сайта связывания рибосом соответствующей мРНК или за счет увеличения его стабильности.
9. Бактерия по п.6, отличающаяся тем, что удельная активность фермента увеличена за счет введения мутаций в аминокислотную последовательность фермента.
10. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что указанная бактерия принадлежит к роду Escherichia, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Zymomonas, Bacillus, Klebsiella, Corynebacterium, Brevibacterium или Streptomyces.
11. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Escherichia coli.
12. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Salmonella enterica.
13. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Shigella flexneri.
14. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Pseudomonas aeruginosa или Pseudomonas putida.
15. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Zymomonas mobilis.
16. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Bacillus subtilis или Bacillus amyloliquefaciens.
17. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Corynebacterium glutamicum или Brevibacterium flavum.
18. Бактерия по п.10, отличающаяся тем, что указанной бактерией является Streptomyces coelicolor.
19. Бактерия по п.1, отличающаяся тем, что указанная бактерия дополнительно модифицирована таким образом, что количество ацетил-СоА в ней увеличено.
20. Бактерия по п.19, отличающаяся тем, что количество ацетил-СоА в ней увеличено за счет регулируемого снижения активности фосфоенолпируват-карбоксилазы.
21. Способ получения 1-бутанола, включающий стадии культивирования бактерии по п.1 в питательной среде и выделения произведенного и накопленного 1-бутанола из культуральной жидкости.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что процесс культивирования бактерии является аэробным, анаэробным или микроаэробным.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что процесс культивирования микроорганизма включает в себя аэробную и анаэробную стадии.
