[发明专利]从2-羟基醛经酶促产生酰基磷酸

说明书

本申请公开了采用磷酸转酮酶或磺基乙醛乙酰转移酶由2‑羟基醛经酶促产生酰基磷酸的方法。

本发明涉及一种从2-羟基醛经酶促产生酰基磷酸的方法，所述方法利用磷酸转酮酶(phosphoketolase)或磺基乙醛乙酰转移酶(sulfoacetaldehyde acetyltransferase)，以及涉及磷酸转酮酶或磺基乙醛乙酰转移酶或表达磷酸转酮酶或磺基乙醛乙酰转移酶的微生物用于从2-羟基醛产生酰基磷酸的用途。

在过去的数十年，代谢工程实践者已经致力于探索用于生产化学品的生物解决方案，因此，提供更传统化学方法的替代。通常而言，生物解决方案允许利用可再生原料(例如糖)并且与现有的基于石油化学的方法竞争。一种用于生产化学品的多步骤生物解决方案一般包含微生物作为将原料转化成靶分子的催化剂。用于产生特定靶分子的全套酶反应可以划分成属于中心碳途径的那些酶反应和属于产物特异性途径的那些酶反应。属于中心碳途径和产物特异性途径的反应是关联的，因为必须在有助于该方法的竞争力总体权衡下考虑每种酶反应的氧化还原约束条件(一般是NAD(P)H)和能量学约束条件(一般是ATP)。历史上，将糖上生长的异养生物的中心碳途径描述为Embden-Meyerhoff-Parnas途径(EMPP；即“糖酵解”)、磷酸戊糖途径(PPP)、Entner-Doudoroff途径(EDP)和磷酸转酮酶途径(PKP)(见Gottschalk(1986),Bacterial Metabolism,第2版Springer-Verlag,New York)。每个中心途径或中心途径组合相对于特定靶分子提供优点和缺点。为了提供有竞争力的生物加工，已经描述了具有涉及EMPP、PPP和EDP的修饰的重组微生物(M.Emmerling等人,Metab.Eng.1:117(1999)；L.O.Ingram等人,Appl.Environ.Microbiol.53:2420(1987)；C.T.Trinh等人,Appl.Environ.Microbiol.74:3634(2008))。最近，已经描述了具有涉及PKP的修饰的重组微生物(见Sonderegger等人,Appl.Environ.Microbiol.70(2004),2892-2897，美国专利7,253,001，Chinen等人,J.Biosci.Bioeng.103(2007),262-269，美国专利7,785,858；Fleige等人，Appl.Microbiol.Cell Physiol.91(2011),769-776)。

EMPP(糖酵解)将1mol葡萄糖转化成2mol丙酮酸(PYR)。当需要乙酰-CoA时，1molPYR可以转化成1mol乙酰-CoA(AcCoA)，同时生成1mol CO₂和1mol NADH。在方程1中给出对反应的总结。

葡萄糖+2ADP+2H₃PO₄+2CoA+4NAD⁺→

2乙酰-CoA+2CO₂+2ATP+2H₂O+4NADH+4H⁺(方程1)

PPP提供将1mol葡萄糖转化成1mol CO₂和2mol NADPH的手段，同时产生0.67mol果糖-6-磷酸(F6P)和0.33mol甘油醛-3-磷酸(GAP)。如此形成的F6P和GAP必须由其他反应途径代谢，例如由EMPP代谢。EDP将1mol葡萄糖转化成1mol GAP和1mol PYR，同时产生1molNADPH。与PPP相同，如此形成的GAP必须由其他反应途径代谢。PKP提供将1mol葡萄糖转化成1mol GAP和1.5mol乙酰磷酸(AcP)的手段。当需要乙酰-CoA时，1当量AcP外加1当量辅酶A(CoA)可以由磷酸转乙酰酶的作用转化成1当量乙酰-CoA和1当量无机磷酸(Pi)。

考虑到对利用可再生资源生产所有种类化合物的方法的需求日益增加，需要提供允许高效生产中心代谢物如酰基-CoA或羧酸或其前体的手段和方法，因而建立开发其他方法将这些代谢物转化成有用化合物的平台。