Композиции и способы биологического получения производных жирных кислот - RU2015109898A
Код документа: RU2015109898A
Формула
1. Способ получения производного жирной кислоты, включающий культивирование не встречающегося в природе C1-метаболизирующего нефотосинтезирующего микроорганизма с C1-субстратом в качестве исходного сырья и выделение указанного производного жирной кислоты,
при этом указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм содержит рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую преобразующий жирные кислоты фермент, и
при этом указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм преобразует указанный C1-субстрат в C8-C24 производное жирной кислоты, содержащее жирный альдегид, жирный спирт, жирную оксикислоту, дикарбоновую кислоту или их комбинацию.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм выбирают из группы, состоящей из Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium, Methanomonas, Methylophilus, Methylobacillus, Methylobacterium, Hyphomicrobium, Xanthobacter, Bacillus, Paracoccus, Nocardia, Arthrobacter, Rhodopseudomonas и Pseudomonas.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм выбирают из группы, состоящей из Candida, Yarrowia, Hansenula, Pichia, Torulopsis и Rhodotorula.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм представляет собой бактерию.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная C1-метаболизирующая бактерия представлена метанотрофом или метилотрофом.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная C1-метаболизирующая бактерия представлена метанотрофом.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанный метанотроф представляет собой Methylomonas, Methylobacter, Methylococcus, Methylosinus, Methylocystis, Methylomicrobium, Methanomonas или их комбинацию.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанный метанотроф представляет собой Methylomonas sp. 16a (ATCC PTA 2402), Methylosinus trichosporium (NRRL B-11, 196), Methylosinus sporium (NRRL B-11, 197), Methylocystis parvus (NRRL B-11, 198), Methylomonas methanica (NRRL B-11, 199), Methylomonas albus (NRRL B-11, 200), Methylobacter capsulatus (NRRL B-11, 201), Methylobacterium organophilum (ATCC 27, 886), Methylomonas sp. AJ-3670 (FERM P-2400), Methylocella silvestris, Methylacidiphilum infernorum, Methylibium petroleiphilum или их комбинацию.
9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что указанный метанотроф представляет собой Methylosinus trichosporium OB3b, Methylococcus capsulatus Bath, Methylomonas sp. 16a, Methylomicrobium alcaliphilum или их быстрорастущий вариант.
10. Способ по любому из пп. 6-9, отличающийся тем, что указанная культура дополнительно содержит гетерологичную бактерию.
11. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная C1-метаболизирующая бактерия представлена метилотрофом.
12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что указанный метилотроф представляет собой Methylobacterium extorquens, Methylobacterium radiotolerans, Methylobacterium populi, Methylobacterium chloromethanicum, Methylobacterium nodulans или их комбинацию.
13. Способ по любому из пп. 4-9, 11, 12, отличающийся тем, что указанная C1-метаболизирующая бактерия представляет собой бактерию, метаболизирующую природный газ, природный газ нетипичного происхождения или сингаз.
14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанная метаболизирующая сингаз бактерия представляет собой Clostridium, Moorella, Pyrococcus, Eubacterium, Desulfobacterium, Carboxydothermus, Acetogenium, Acetobacterium, Acetoanaerobium, Butyribacterium, Peptostreptococcus или их комбинацию.
15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанная метаболизирующая сингаз бактерия представляет собой Clostridium autoethanogenum, Clostridium ljungdahli, Clostridium ragsdalei, Clostridium carboxydivorans, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium woodii, Clostridium neopropanologen или их комбинацию.
16. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм представляет собой облигатный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм.
17. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, способную к образованию жирного спирта.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного спирта, представляет собой РЖК, CER4 или Maqu_2220.
19. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, способную к образованию жирного альдегида.
20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного альдегида, представляет собой acrl.
21. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой редуктазу карбоновой кислоты.
22. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, дополнительно включающий молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую тиоэстеразу.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что указанная тиоэстераза представляет собой tesA, не содержащая сигнального пептида, UcFatB или BTE.
24. Способ по п. 22, отличающийся тем, что активность эндогенной тиоэстеразы понижена, минимизирована или ничтожна по сравнению с неизмененной активностью эндогенной тиоэстеразы.
25. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, дополнительно включающий также молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую ацил-КоА-синтетазу.
26. Способ по п. 25, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-синтетаза представляет собой FadD, yngl или FAA2.
27. Способ по п. 25, отличающийся тем, что активность эндогенной ацил-КоА-синтетазы понижена, минимизирована или ничтожна по сравнению с неизмененной активностью эндогенной ацил-КоА-синтетазы.
28. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, дополнительно включающий молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую фермент P450 или фермент монооксигеназу для получения жирной ω-оксикислоты.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что активность эндогенной алкогольдегидрогеназы понижена, минимизирована или ничтожна по сравнению с неизмененной активностью эндогенной алкогольдегидрогеназы.
30. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, отличающийся тем, что активность эндогенной алкогольдегидрогеназы увеличена или повышена по сравнению с неизмененной активностью эндогенной алкогольдегидрогеназы для получения дикарбоновой кислоты.
31. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм продуцирует жирный спирт, включающий один или большее количество C8-C14, или C10-C16, или C14-C24 жирных спиртов.
32. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм продуцирует жирный спирт, включающий C8-C14, или C12-C14, или C14-C18 жирный спирт.
33. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм продуцирует жирный спирт, включающий C10-C18 жирный спирт, и указанные C10-C18 жирные спирты представляют по меньшей мере 70% от общего количества жирного спирта.
34. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм способен преобразовывать природный газ, природный газ нетипичного происхождения или сингаз, содержащий метан, в C8-C14 жирный альдегид, жирный спирт, жирную оксикислоту, дикарбоновую кислоту или их комбинацию.
35. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм продуцирует жирные спирты, включающие жирный спирт с разветвленной цепью.
36. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, отличающийся тем, что полученное количество жирного альдегида, жирного спирта, сложноэфирного воска жирных кислот, жирной оксикислоты, дикарбоновой кислоты или любой их комбинации варьирует от приблизительно 1 мг/л до приблизительно 500 г/л.
37. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, отличающийся тем, что указанный C1-субстрат представляет собой метан, метанол, формальдегид, муравьиную кислоту или ее соль, монооксид углерода, диоксид углерода, метиламин, метилтиол или метилгалоген.
38. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, отличающийся тем, что указанный C1-субстрат представляет собой метан, природный газ, природный газ нетипичного происхождения или сингаз.
39. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанный C1-метаболизирующий нефотосинтезирующий микроорганизм представляет собой метанотрофную бактерию, C1-субстрат представляет собой метан, а указанные бактерии культивируют в аэробных условиях.
40. Способ по любому из пп. 1-9, 11, 12, 14, 15, 18, 20, 23, 24, 26, 27, 29, 39, дополнительно включающий культивирование C1-метаболизирующего нефотосинтезирующего микроорганизма в установке для культивирования в контролируемых условиях.
41. Способ по п. 40, отличающийся тем, что указанный C1-субстрат представляет собой метан, метанол, формальдегид, муравьиную кислоту или ее соль, монооксид углерода, диоксид углерода, природный газ, природный газ нетипичного происхождения, сингаз, метиламин, метилтиол или метилгалоген.
42. Способ по п. 40, отличающийся тем, что указанная установка для культивирования в контролируемых условиях представляет собой ферментер или биореактор.
43. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую преобразующий жирные кислоты фермент, отличающийся тем, что указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 жирный альдегид, жирный спирт, сложноэфирный воск жирных кислот, жирную оксикислоту, дикарбоновую кислоту или их комбинацию.
44. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 43, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, способную к образованию жирного спирта.
45. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 44, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного спирта, представляет собой РЖК, CER4 или Maqu_2220.
46. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 43, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, способную к образованию жирного альдегида.
47. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 46, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного альдегида, представляет собой acrl.
48. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 43, отличающийся тем, что указанный преобразующий жирные кислоты фермент представляет собой редуктазу карбоновой кислоты.
49. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, дополнительно содержащий молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую тиоэстеразу.
50. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 49, отличающийся тем, что указанная тиоэстераза представляет собой tesA, не содержащую лидерной последовательности, UcFatB или BTE.
51. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 49, отличающийся тем, что активность эндогенной тиоэстеразы понижена, минимизирована или ничтожна по сравнению с неизмененной активностью эндогенной тиоэстеразы.
52. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, дополнительно содержащий молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую ацил-КоА-синтетазу.
53. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 52, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-синтетаза представляет собой FadD, yngl или FAA2.
54. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 52, отличающийся тем, что активность эндогенной ацил-КоА-синтетазы понижена, минимизирована или ничтожна по сравнению с неизмененной активностью эндогенной ацил-КоА-синтетазы.
55. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, дополнительно содержащий молекулу рекомбинантной нуклеиновой кислоты, кодирующую фермент P450 или фермент монооксигеназу для получения жирной ω-оксикислоты.
56. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 55, отличающийся тем, что активность эндогенной алкогольдегидрогеназы ингибирована по сравнению с неизмененной активностью эндогенной алкогольдегидрогеназы.
57. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, отличающийся тем, что активность эндогенной алкогольдегидрогеназы увеличена или повышена по сравнению с неизмененной активностью эндогенной алкогольдегидрогеназы, для получения дикарбоновой кислоты.
58. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, отличающийся тем, что указанный метанотроф продуцирует жирный спирт, включающий один или большее количество C8-C14, или C10-C16, или C14-C24 жирных спиртов.
59. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, отличающийся тем, что указанный метанотроф продуцирует жирный спирт, включающий C8-C14, или C12-C14, или C14-C18 жирный спирт.
60. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, отличающийся тем, что указанный метанотроф продуцирует жирный спирт, включающий C10-C18 жирный спирт, и указанные C10-C18 жирные спирты представляют по меньшей мере 70% от общего количества жирного спирта.
61. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, отличающийся тем, что указанный метанотроф продуцирует жирный спирт, включающий жирный спирт с разветвленной цепью.
62. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, 56, отличающийся тем, что полученное количество жирного альдегида, жирного спирта, жирной кислоты или дикарбоновой кислоты варьирует от приблизительно 1 мг/л до приблизительно 500 г/л.
63. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, 56, отличающийся тем, что указанный C1-субстрат представляет собой метан, метанол, формальдегид, муравьиную кислоту или ее соль, монооксид углерода, диоксид углерода, метиламин, метилтиол или метилгалоген.
64. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, 56, отличающийся тем, что указанный C1-субстрат представляет собой метан, природный газ или природный газ нетипичного происхождения.
65. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 64, отличающийся тем, что указанный метанотроф способен преобразовывать природный газ, природный газ нетипичного происхождения или сингаз, содержащий метан, в C8-C18 жирный альдегид, жирный спирт, жирную оксикислоту или дикарбоновую кислоту.
66. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 43-48, 50, 51, 53, 54, 56, 65, отличающийся тем, что указанный метанотроф-хозяин представляет собой штамм Methylococcus capsulatus Bath, Methylomonas 16а (ATCC PTA 2402), Methylosinus trichosporium OB3b (NRRL B-11, 196), Methylosinus sporium (NRRL B-11, 197), Methylocystis parvus (NRRL B-11, 198), Methylomonas methanica (NRRL B-11, 199), Methylomonas albus (NRRL
B-11, 200), Methylobacter capsulatus (NRRL B-11, 201), Methylobacterium organophilum (ATCC 27, 886), Methylomonas sp AJ-3670 (FERM P-2400), Methylocella silvestris, Methylocella palustris (ATCC 700799), Methylocella tundrae, штамм Methylocystis daltona SB2, Methylocystis bryophila, Methylocapsa aurea KYG, Methylacidiphilum infernorum, Methylibium petroleiphilum, Methylomicrobium alcaliphilum или их комбинацию.
67. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную ацил-КоА-зависимую ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную тиоэстеразу, и рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную ацил-КоА-синтетазу,
при этом указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 жирный спирт.
68. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 67, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот сверхэкспрессируется по сравнению с уровнем экспрессии нативной ацил-КоА-редуктазы жирных кислот.
69. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 67, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-зависимая ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного альдегида и жирного спирта, представляет собой acrl.
70. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 67-69, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-независимая ацил-КоА-редуктаза жирных кислот, способная к образованию жирного спирта, представляет собой РЖК, CER4 или Maqu_2220.
71. Не встречающийся в природе метанотроф по любому из пп. 67-69, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-синтетаза представляет собой FadD, yngl или FAA2.
72. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную ацил-КоА-независимую ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, и рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную тиоэстеразу,
при этом указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 жирный спирт.
73. Не встречающийся в природе метанотроф по п. 72, отличающийся тем, что указанная ацил-КоА-редуктаза жирных кислот сверхэкспрессируется по сравнению с уровнем экспрессии нативной ацил-КоА-редуктазы жирных кислот.
74. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую редуктазу карбоновой кислоты, рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую фосфопантетеинилтрансферазу, и рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую алкогольдегидрогеназу,
при этом указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 жирный спирт.
75. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную тиоэстеразу, и рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичный P450 или монооксигеназу,
при этом нативная алкогольдегидрогеназа ингибирована, и
при этом указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 жирную ω-оксикислоту.
76. Не встречающийся в природе метанотроф, содержащий рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную ацил-КоА-редуктазу жирных кислот, и рекомбинантную молекулу нуклеиновой кислоты, кодирующую гетерологичную тиоэстеразу, при этом указанный метанотроф сверхэкспрессирует нативную алкогольдегидрогеназу по сравнению с нормальным уровнем экспрессии нативной алкогольдегидрогеназы, трансформирован рекомбинантной молекулой нуклеиновой кислоты, кодирующей гетерологичную алкогольдегидрогеназу, или и то, и другое, и при этом указанный метанотроф способен преобразовывать C1-субстрат в C8-C24 дикарбоновую спиртовую кислоту.
