[发明专利]能够仅使用二氧化碳和甲酸生长的重组微生物及使用所述重组微生物产生有用物质的方法

权利要求书

1.一种重组微生物，其中编码甘氨酸切割系统转录阻遏物、丙酮酸甲酸裂解酶、或磷酸甘油酸脱氢酶的基因被减弱或从具有甲酸同化途径的宿主微生物中缺失，

编码参与甘氨酸切割系统反应的酶的基因在具有所述甲酸同化途径的宿主微生物中增强地表达，并且

编码甲酸-四氢叶酸连接酶、次甲基四氢叶酸环化水解酶、或亚甲基-四氢叶酸脱氢酶的基因被引入具有所述甲酸同化途径的宿主微生物中。

2.根据权利要求1所述的重组微生物，其中所述宿主微生物选自埃希氏杆菌属、曼氏杆菌属、红杆菌属和甲基杆菌属。

3.根据权利要求1所述的重组微生物，其中通过将天然启动子用强启动子取代来增强编码参与所述甘氨酸切割系统反应的酶的基因的表达。

4.根据权利要求3所述的重组微生物，其中所述强启动子选自trc启动子、tac启动子、T7启动子、lac启动子和trp启动子。

5.根据权利要求1所述的重组微生物，其中所述编码甲酸-四氢叶酸连接酶的基因由SEQ ID NO:1的核苷酸序列表示，所述编码次甲基四氢叶酸环化水解酶的基因由SEQ IDNO:2的核苷酸序列表示，并且所述编码亚甲基-四氢叶酸脱氢酶的基因由SEQ ID NO:3的核苷酸序列表示。

6.根据权利要求1所述的重组微生物，其中编码磷酸烯醇丙酮酸合酶调节蛋白或磷酸核糖甘氨酰胺甲酰基转移酶的基因被进一步减弱或从所述重组微生物中缺失，

在所述重组微生物中编码磷酸烯醇丙酮酸合酶(ppsA)或H⁺-易位NAD(P)转氢酶(pntAB)的基因的表达被进一步增强，并且

编码甲酸脱氢酶和/或其突变体的基因被进一步引入所述重组微生物中。

7.根据权利要求6所述的重组微生物，其中通过将天然启动子用强启动子取代来增强所述编码磷酸烯醇丙酮酸合酶(ppsA)或H⁺-易位NAD(P)转氢酶(pntAB)的基因的表达。

8.根据权利要求7所述的重组微生物，其中所述强启动子选自trc启动子、tac启动子、T7启动子、lac启动子和trp启动子。

9.根据权利要求6所述的重组微生物，其中编码选自甲酸-四氢叶酸连接酶、次甲基四氢叶酸环化水解酶、亚甲基-四氢叶酸脱氢酶、甲酸脱氢酶和甲酸脱氢酶突变体中的一种或多种的基因通过克隆到包括具有1至12个拷贝的复制起点的载体中而被引入。

10.根据权利要求9所述的重组微生物，其中所述载体包括具有1至5个拷贝的复制起点。

11.根据权利要求9所述的重组微生物，其中所述编码甲酸脱氢酶的基因由SEQ ID NO:18的核苷酸序列表示，并且编码甲酸脱氢酶突变体的基因由SEQ ID NO:21的核苷酸序列表示。

12.根据权利要求1所述的重组微生物，其中所述重组微生物能够仅使用甲酸和二氧化碳作为碳源产生C3化合物。

13.根据权利要求12所述的重组微生物，其中所述C3化合物是丙酮酸。

14.一种用于产生C3化合物的方法，所述方法包括：

(a)使用甲酸和二氧化碳作为碳源培养根据权利要求1至13中任一项所述的重组微生物以产生C3化合物的步骤；以及

(b)收集所产生的C3化合物的步骤。

15.根据权利要求14所述的方法，其中在培养所述重组微生物的步骤中添加0.02至0.08mM IPTG。

16.根据权利要求14所述的方法，其中在31℃至33℃下培养所述重组微生物。