[发明专利]伍德-扬达尔微生物中聚羟基丁酸酯的产生

说明书

本发明提供了用于从气态底物产生聚羟基丁酸酯(PHB)的微生物和方法。具体来说，本发明提供了一种非天然存在的伍德‑扬达尔(Wood‑Ljungdahl)微生物，其包括(a)将乙酰辅酶A转化为乙酰乙酰辅酶A的酶、(b)将乙酰乙酰辅酶A转化为3‑羟基丁酰辅酶A的酶和(c)将3‑羟基丁酰辅酶A转化为聚羟基丁酸酯的酶，及其相关方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月4号提交的美国专利申请第62/568,127号的权益，所述申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及用于通过微生物发酵(特别是通过气态底物的微生物发酵)产生聚羟基丁酸酯(PHB)的基因工程化微生物和方法。

背景技术

石油衍生的塑料已经成为现代生活中必不可少的部分，这主要是由于其轻便、坚固、耐用和抗降解性。然而，对石油衍生的塑料的依赖导致了一系列严重问题，包含原油枯竭、污染和垃圾填埋。为了减少塑料对环境的影响，正在努力用生物聚合物(如理化性质与常规塑料相似的聚丙交酯、多糖、脂肪族聚酯和聚羟基烷酸酯)代替常规的石油衍生的聚合物(Anjum,《国际生物大分子杂志(Int J Biol Macromol)》,89:161-174,2016)。然而，用于产生这种生物聚合物的微生物和方法仍然很大程度上未被开发。

发明内容

本发明提供了一种能够产生PHB的基因工程化微生物。特别地，本发明提供了一种非天然存在的伍德-扬达尔(Wood-Ljungdahl)微生物，其包括(a)将乙酰辅酶A转化为乙酰乙酰辅酶A的酶、(b)将乙酰乙酰辅酶A转化为3-羟基丁酰辅酶A的酶和(c)将3-羟基丁酰辅酶A转化为PHB的酶。

在一个实施例中，所述将乙酰辅酶A转化为乙酰乙酰辅酶A的酶是乙酰辅酶AC-乙酰基转移酶(EC 2.3.1.9)。例如，所述乙酰辅酶A C-乙酰基转移酶可以衍生自鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophilia)、广泛产碱杆菌(Alcaligenes latus)、钝顶节螺藻(Arthrospira platensis)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia)、丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum)、杀手贪铜菌(Cupriavidus necator)、大肠杆菌(Escherichia coli)、地中海富盐菌(Haloferax mediterranei)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)、孟氏假单胞菌(Pseudomonas mandelii)、食油假单胞菌(Pseudomonas oleovorans)、恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)或天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)。

在一个实施例中，所述将乙酰乙酰辅酶A转化为3-羟基丁酰辅酶A的酶是乙酰乙酰辅酶A还原酶(EC 1.1.1.36)或3-羟基丁酰辅酶A脱氢酶(EC1.1.1.157)。例如，所述乙酰乙酰辅酶A还原酶可以衍生自鲍氏不动杆菌、嗜水气单胞菌、广泛产碱杆菌、钝顶节螺藻、枯草芽孢杆菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、杀手贪铜菌、地中海富盐菌、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、孟氏假单胞菌、食油假单胞菌、恶臭假单胞菌或天蓝色链霉菌。在另一个实例中，所述3-羟基丁酰辅酶A脱氢酶可以衍生自拜氏梭菌(Clostridium beijerinckii)、丙酮丁醇梭菌或克氏梭菌(Clostridium kluyveri)。