СПОСОБЫ И МИКРООРГАНИЗМЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 1,4-БУТАНДИОЛА И ЕГО ПРОИЗВОДНЫХ ИЗ С1-УГЛЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1. Выделенный полинуклеотид, кодирующий одно или более из:
a) пируват дегидрогеназы (aceEF);
b) дигидролипоил дегидрогеназы (lpdA);
c) цитратсинтазы (gltA);
d) аконитатгидратазы 1 (acnA);
e) изоцитратдегидрогеназы (icdA);
f) α-кетоглутаратдекарбоксилазы (kgd), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 2, 4, 6 или 8;
(g) сукцинил-КоА-синтетазы (SucC), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен последовательности SEQ ID NO: 38;
(h) КоА-зависимой сукцинат-полуальдегиддегидрогеназы (SucD), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 40, 42 или 44;
(i) белка, обладающего оксидоредуктазной активностью, причем необязательно указанный полинуклеотид по меньшей мере на 79% идентичен последовательности SEQ ID NO: 10;
(j) 4-гидробутиратдегидрогеназы (4hbD), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен последовательности SEQ ID NOs: 12 или 14;
(k) 4-гидроксибутирил-КоА-трансферазы (Cat2), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 16, 18 или 20;
(l) белка, обладающего активностью альдегиддегидрогеназы и/или алкогольдегидрогеназы, причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 или 36;
(m) фумаратгидратазы (fum), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 46, 48 или 50;
(n) фумаратредуктазы (frd), причем необязательно указанный полинуклеотид по существу идентичен любой из последовательностей SEQ ID NOs: 52, 54, 56 или 58;
(о) фермента, который увеличивает общий поток углерода из сукцината в 1,4-BDO;
(р) фермента, который увеличивает общий поток углерода из а-кетоглутарата в 1,4-BDO; и
(q) фермента, который увеличивает общий поток углерода из оксалоацетата в сукцинат.
2. Вектор, содержащий по меньшей мере один ген, содержащий полинуклеотид по п. 1.
3. Микроорганизм, способный превращать С1-углеродный источник в продукт с несколькими атомами углерода, где указанный микроорганизм содержит о меньшей мере один гетерологичный ген, содержащий полинуклеотид по п. 1, причем указанный гетерологичный ген кодирует:
a) aceEF, gltA, acnA и/или icdA;
b) kgd, 4hbD, Cat2, альдегиддегидрогеназу (Aid) и/или алкогольдегидрогеназу (Adh);
c) SucC, SucD, 4hbD, Cat2, Aid и/или Adh;
d) SucC и/или SucD;
e) kgd;
f) fum и/или frd;
g) aceEF, lpdA, gltA, acnA, icdA, kgd, 4hbD, Cat2, Aid и Adh;
(h) aceEF, lpdA, gltA, acnA, icdA, SucC, SucD, 4hbD, Cat2, Aid и Adh;
(i) aceEF, lpdA, gltA, acnA, icdA, kgd, SucC, SucD, 4hbD, Cat2, Aid и Adh;
(j) aceEF, gltA, acnA, icdA, kgd, 4hbD, Cat2, Aid и/или Adh;
(k) aceEF, gltA, acnA, icdA, SucC, SucD, 4hbD, Cat2, Aid и/или Adh; и/или
(l) aceEF, gltA, acnA, icdA, kgd, SucC, SucD, 4hbD, Cat2, Aid и/или Adh.
4. Микроорганизм по п. 3, причем указанный микроорганизм является метанотрофом, причем необязательно указанный метанотроф является представителем рода Methylobacter, Methylomicrobium, Methylomonas, Methylocaldum, Methylococcus, Methylosoma, Methylosarcina, Methylotherm us, Methylohalobius, Methylogaea, Methylovulum, Crenothrix, Clonothrix, Methylosphaera, Methylocapsa, Methylocella, Methylosinus, Methylocystis, Methyloferula, Methylomarinum или Methylocidiphilum.
5. Микроорганизм по п. 3 или 4, причем указанный микроорганизм представляет собой Methylococcus, причем необязательно указанный Methylococcus представляет собой Methylococcus capsulatus.
6. Микроорганизм по любому из пп. 3-5, в котором указанный по меньшей мере один гетерологичный ген являются гиперэкспрессированным.
7. Способ получения микроорганизма по любому из пп. 3-6, где указанный способ включает превращение микроорганизма с помощью по меньшей мере одной гетерологичной нуклеиновой кислоты, содержащей ген, кодирующий одно или более из: aceEF, lpdA, gltA, acnA, icdA, kgd, sucC, sucD, 4hbD, Cat2, Aid, Adh, fumn frd.
8. Способ получения продукта с несколькими атомами углерода, включающий:
a) приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 в контакт с С1-углеродным соединением;
b) выращивание указанного микроорганизма с получением указанного продукта с несколькими атомами углерода;
c) необязательно, выделения указанного продукта с несколькими атомами углерода.
4
9. Способ по п. 8, в котором указанное С1-углеродное соединение представляет собой монооксид углерода, диоксид углерода или метан (CH).
10. Способ по п. 8 или 9, в котором указанный микроорганизм выращивают в присутствии экзогенного γ-гидроксибутирата (ghb), экзогенного α-кетоглутарата и/или экзогенного сукцината.
11. Способ по любому из пп. 8-10, в котором указанный продукт с несколькими атомами углерода представляет собой 1,4-BDO.
12. Способ получения тетрагидрофурана (ТГФ), причем указанный способ включает:
a) Приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 в контакт с С1-углеродным соединением;
b) выращивание указанного микроорганизма с получением 1,4-BDO;
c) приведение указанного 1,4-BDO в контакт с катализатором с образованием ТГФ, необязательно при этом указанный катализатор представляет собой кислотный катализатор, катализатор на основе оксида алюминия, катализатор на основе оксида кремния и оксида алюминия, катализатор на основе оксида вольфрама на носителе из оксида алюминия, гетерополикислотный катализатор или катализатор на основе сульфата циркония; и
d) необязательно выделение указанного ТГФ.
13. Способ получения полиуретана, причем указанный способ включает:
a) приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 с С1-углеродным соединением;
b) выращивание указанного микроорганизма с получением 1,4-BDO;
c) приведение указанного 1,4-BDO в контакт с дикарбоновой кислотой или дикарбоновым ангидридом с получением полиуретана, необязательно при этом указанная дикарбоновая кислота/ангидрид является алифатической или ароматической; и
d) необязательно выделение указанного полиуретана.
14. Способ получения полибутилентерефталата (РВТ), причем указанный способ включает:
a) приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 в контакт с С1-углеродным соединением;
b) выращивание указанного микроорганизма с получением 1,4-BDO;
c) переэтерификацию указанного 1,4-BDO с получением РВТ, причем необязательно указанную переэтерификацию осуществляют с использованием диметилтерефталата (DMT); и
d) необязательно выделение указанного РВТ.
15. Способ получения сукцината, причем указанный способ включает:
a) приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 в контакт с С1-углеродным соединением, причем указанный микроорганизм содержит один из следующих генов: aceEF, gltA, acnA, icdA, fum, и frd;
b) выращивание указанного микроорганизма с получением сукцината; и
c) необязательно выделение указанного сукцината.
16. Способ получения 1,4-BDO, причем указанный способ включает:
(а) приведение микроорганизма по любому из пп. 3-6 в контакт с С1-углеродным соединением, причем указанный микроорганизм содержит один из следующих генов: aceEF, gltA, acnA, icdA, fum и frd;
(b) выращивание указанного микроорганизма с получением сукцината;
(c) необязательно выделение указанного сукцината; и
(d) превращение указанного сукцината в 1,4-BDO.
17. Способ по любому из пп. 12-14, в котором полученный ТГФ, полиуретан или РВТ является по существу чистым.
18. Способ по любому из пп. 12-14, в котором полученный ТГФ, полиуретан или РВТ дополнительно обрабатывают.
19. Способ по любому из пп. 8-18, в котором указанный микроорганизм выращивают в течение по меньшей мере 96 часов.