[发明专利]用于产生1,3‑丁二醇的方法和微生物

权利要求书

1.一种具有1,3-BDO途径的非天然存在的微生物，其中所述微生物包含以下1,3-BDO途径酶中的至少一种：

催化两个乙醛缩合以产生3-羟基丁醛的醛缩酶；和

将3-羟基丁醛还原为1,3-BDO的醛酮还原酶、氧化还原酶、醛还原酶或醇脱氢酶；

其中所述微生物包含至少一种编码来自所述1,3-BDO途径的酶的外源性核酸。

2.根据权利要求1所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物包含至少一种对编码来自所述1,3-BDO途径的酶或影响来自所述1,3-BDO途径的酶的表达的内源性核酸的修饰。

3.根据权利要求1或2所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物包含编码所述醛缩酶的外源性核酸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的非天然存在的微生物，其中所述醛缩酶是脱氧核糖-5-磷酸醛缩酶(DERA)。

5.根据权利要求4所述的非天然存在的微生物，其中所述醛缩酶包含SEQ ID NO:15、16、17、18、19、20、21、22、23或24的氨基酸序列或其活性片段或同源物。

6.根据权利要求3所述的非天然存在的微生物，其中所述外源性核酸包含SEQ ID NO:1、2、3、4、5、6、7、8、9或10的核苷酸序列。

7.根据权利要求4或5所述的非天然存在的微生物，其中所述醛缩酶包含在所述酶的活性位点中的以下保守的氨基酸残基：赖氨酸167、赖氨酸201、天冬氨酸16和天冬氨酸102，其中与每个残基相关的编号是指所述SEQ ID NO.20的大肠埃希氏菌DERA的氨基酸序列中的残基编号。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物包含编码所述醛酮还原酶、氧化还原酶、醛还原酶或醇脱氢酶的外源性核酸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物表达包含SEQ ID NO:25的氨基酸序列或其活性片段或同源物的醛酮还原酶。

10.根据权利要求8或9所述的非天然存在的微生物，其中所述醛酮还原酶、氧化还原酶、醛还原酶或醇脱氢酶包含NADP结合袋和活性位点中的以下保守残基：Arg214、Arg227、Arg281、Gln285、Gly279、Arg208，其中第二编号是指所述SEQ ID 25的氨基酸序列中的氨基酸残基。

11.根据权利要求8所述的非天然存在的微生物，其中所述外源性核酸包含SEQ ID NO.11的核苷酸序列。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物还包含：能够使丙酮酸盐脱羧以产生乙醛和二氧化碳的脱羧酶。

13.根据权利要求12所述的非天然存在的微生物，其中所述脱羧酶是丙酮酸脱羧酶(PDC)、苯甲酰甲酸脱羧酶(BFD)或α-酮酸脱羧酶(KDC)。

14.根据权利要求12所述的非天然存在的微生物，其中所述脱羧酶包含SEQ ID NO:26的氨基酸序列或其活性片段或同源物。

15.根据权利要求13所述的非天然存在的微生物，其中所述BFD包含SEQ ID NO:27的氨基酸序列或其活性片段或同源物。

16.根据权利要求13所述的非天然存在的微生物，其中所述KDC包含SEQ ID NO:28的氨基酸序列或其活性片段或同源物。

17.根据权利要求1至12中任一项所述的非天然存在的微生物，其中所述微生物进一步表达表3中鉴定的酶。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的非天然存在的微生物，其中一种或多种编码利用丙酮酸盐的酶的基因相较于野生型从所述非天然存在的微生物缺失。

19.根据权利要求1至18中任一项所述的非天然存在的微生物，其中一种或多种编码醇脱氢酶、乳酸脱氢酶或丙酮酸甲酸裂解酶的基因相较于野生型从所述非天然存在的微生物缺失。

20.一种用于产生1,3-BDO的方法，其包括在产生1,3-BDO的条件下培养根据权利要求1至19中任一项所述的非天然存在的微生物并持续足够的时间段。