ФЕРМЕНТАТИВНОЕ ПОЛУЧЕНИЕ ЧЕТЫРЕХУГЛЕРОДНЫХ СПИРТОВ

1. Рекомбинантная микробная клетка-хозяин, содержащая по меньшей мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует конверсию субстрата в продукт, выбранную из группы, состоящей из:
a) ацетил-CoA в ацетоацетил-CoA,
b) ацетоацетил-CoA в 3-гидроксибутирил-CoA,
c) 3-гидроксибутирил-CoA в кротонил-CoA,
d) кротонил-CoA в бутирил-CoA,
e) бутирил-CoA в бутиральдегид и
f) бутиральдегид в 1-бутанол,
где по меньшей мере одна молекула ДНК является гетерологичной для указанной микробной клетки-хозяина и где указанная микробная клетка-хозяин продуцирует 1-бутанол.
2. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата ацетил-СоА в продукт ацетоацетил-СоА, является ацетил-CoA-ацетилтрансфераза.
3. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата ацетоацетил-CoA в продукт 3-гидроксибутирил-CoA, является 3-гидроксибутирил-CoA-дегидрогеназа.
4. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата 3-гидроксибутирил-CoA в продукт кротонил-CoA, является кротоназа.
5. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата кротонил-CoA в продукт бутирил-CoA, является бутирил-CoA-дегидрогеназа.
6. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата бутирил-CoA в продукт бутиральдегид, является бутиральдегиддегидрогеназа.
7. Клетка-хозяин по п.1, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата бутиральдегида в продукт 1-бутанол, является бутанолдегидрогеназа.
8. Клетка-хозяин по п.1, где клетка выбрана из группы, состоящей из бактерии, цианобактерии, мицеллиального гриба и дрожжей.
9. Клетка-хозяин по п.8, где клетка является членом рода, выбранного из группы, состоящей из Clostridium, Zymomonas, Escherichia, Salmonella, Rhodococcus, Pseudomonas, Bacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Alcaligenes, Klebsiella, Paenibacillus, Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Pichia, Candida, Hansenula и Saccharomyces.
10. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Escherichia coli.
11. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Alcaligenes eutrophus.
12. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Bacillus licheniformis.
13. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Paenibacillus macerans.
14. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Rhodococcus erythropolis.
15. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Pseudomonas putida.
16. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Bacillus subtilis.
17. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Lactobacillus plantarum.
18. Клетка-хозяин по п.9, где клетка выбрана из группы, состоящей из Enterococcus faecium, Enterococcus gallinarium и Enterococcus faecalis.
19. Клетка-хозяин по п.9, где клетка является Saccharomyces cerevisiae.
20. Клетка-хозяин по п.3, где ацетил-CoA-ацетилтрансфераза имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 129, SEQ ID NO: 131 и SEQ ID NO: 133.
21. Клетка-хозяин по п.4, где 3-гидроксибутирил-CoA-дегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 135, SEQ ID NO: 137 и SEQ ID NO: 139.
22. Клетка-хозяин по п.5, где кротоназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 141, SEQ ID NO: 143 и SEQ ID NO: 145.
23. Клетка-хозяин по п.6, где бутирил-CoA-дегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 147, SEQ ID NO: 149, SEQ ID NO: 151 и SEQ ID NO: 187.
24. Клетка-хозяин по п.7, где бутиральдегиддегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 153 и SEQ ID NO: 189.
25. Клетка-хозяин по п.8, где бутанолдегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 153, SEQ ID NO: 155 и SEQ ID NO: 157.
26. Клетка-хозяин по п.1, которая является факультативным анаэробом.
27. Способ получения 1-бутанола, включающий:
i) получение рекомбинантной микробной клетки-хозяина, содержащей по меньшей мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует конверсию субстрата в продукт, выбранную из группы, состоящей из:
a) ацетил-CoA в ацетоацетил-CoA,
b) ацетоацетил-CoA в 3-гидроксибутирил-CoA,
c) 3-гидроксибутирил-CoA в кротонил-CoA,
d) кротонил-CoA в бутирил-CoA,
e) бутирил-CoA в бутиральдегид и
f) бутиральдегид в 1-бутанол,
где по меньшей мере одна молекула ДНК является гетерологичной для указанной микробной клетки-хозяина; и
ii) контактирование клетки-хозяина из (i) со способным к брожению углеродным субстратом в условиях, при которых продуцируется 1-бутанол.
28. Способ по п.27, где способный к брожению углеродный субстрат выбран из группы, состоящей из моносахаридов, олигосахаридов и полисахаридов.
29. Способ по п.27, где способный к брожению углеродный субстрат выбран из группы, состоящей из глюкозы, сахарозы и фруктозы.
30. Способ по п.27, где условия, при которых продуцируется 1-бутанол, являются анаэробными.
31. Способ по п.27, где условия, при которых продуцируется 1-бутанол, являются микроаэробными.
32. Способ по п.27, где клетка-хозяин контактирует с углеродным субстратом в минимальной среде.
33. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата ацетил-СоА в продукт ацетоацетил-СоА, является ацетил-CoA-ацетилтрансфераза.
34. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата ацетоацетил-CoA в продукт 3-гидроксибутирил-CoA, является 3-гидроксибутирил-CoA-дегидрогеназа.
35. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата 3-гидроксибутирил-CoA в продукт кротонил-CoA, является кротоназа.
36. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата кротонил-CoA в продукт бутирил-CoA, является бутирил-CoA-дегидрогеназа.
37. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата бутирил-CoA в продукт бутиральдегид, является бутиральдегиддегидрогеназа.
38. Способ по п.27, где полипептидом, который катализирует конверсию субстрата бутиральдегид в продукт 1-бутанол, является бутанолдегидрогеназа.
39. Способ по п.27, где клетка-хозяин выбрана из группы, состоящей из бактерии, цианобактерии, мицеллиального гриба и дрожжей.
40. Способ по п.39, где клетка-хозяин является членом рода, выбранного из группы, состоящей из Clostridium, Zymomonas, Escherichia, Salmonella, Rhodococcus, Pseudomonas, Bacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Alcaligenes, Klebsiella, Paenibacillus, Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Pichia, Candida, Hansenula и Saccharomyces.
41. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Escherichia coli.
42. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Alcaligenes eutrophus.
43. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Bacillus licheniformis.
44. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Paenibacillus macerans.
45. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Rhodococcus erythropolis.
46. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Pseudomonas putida.
47. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Bacillus subtilis.
48. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Lactobacillus plantarum.
49. Способ по п.40, где клетка-хозяин выбрана из группы, состоящей из Enterococcus faecium, Enterococcus gallinarium и Enterococcus faecalis.
50. Способ по п.40, где клетка-хозяин является Saccharomyces cerevisiae.
51. Способ по п.33, где ацетил-CoA-ацетилтрансфераза имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 129, SEQ ID NO: 131 и SEQ ID NO: 133.
52. Способ по п.34, где 3-гидроксибутирил-CoA-дегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 6, SEQ ID NO: 135, SEQ ID NO: 137 и SEQ ID NO: 139.
53. Способ по п.35, где кротоназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 8, SEQ ID NO: 141, SEQ ID NO: 143 и SEQ ID NO: 145.
54. Способ по п.36, где бутирил-CoA-дегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 10, SEQ ID NO: 147, SEQ ID NO: 149, SEQ ID NO: 151 и SEQ ID NO: 187.
55. Способ по п.37, где бутиральдегиддегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 153 и SEQ ID NO: 189.
56. Способ по п.38, где бутанолдегидрогеназа имеет аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 153, SEQ ID NO: 155 и SEQ ID NO: 157.
57. Способ по п.27, где клетка-хозяин является факультативным анаэробом.