БЕСКЛЕТОЧНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МЕТАНА В ТОПЛИВО, ПИРУВАТ ИЛИ ИЗОБУТАНОЛ

1. Бесклеточный способ широкомасштабного преобразования метана в изобутанол, включающий:
объединение в биореакторе при повышенном давлении метана кислорода и клеточных лизатов, содержащих метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу и ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, с образованием бесклеточной реакционной смеси, и
инкубацию в подходящих условиях бесклеточной реакционной смеси для преобразования метана в изобутанол.
2. Бесклеточный способ по п. 1, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
3. Бесклеточный способ по п. 1 или 2, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
4. Бесклеточный способ по п. 1, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, получают из рекомбинантных бактерий.
5. Бесклеточный способ по п. 4, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
6. Бесклеточный способ по п. 1, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы, пируваткиназы, ацетолактатсинтазы, изомероредуктазы ацетогидроксикислот, дегидратазы дигидроксикислот, альфа-кетоизовалератдекарбоксилазы и изобутанолдегидрогеназы.
7. Бесклеточный способ по п. 1, где давление составляет по меньшей мере 1 бар.
8. Бесклеточный способ по п. 7, где давление составляет по меньшей мере 2 бар.
9. Бесклеточный способ по п. 8, где давление составляет по меньшей мере 5 бар.
10. Бесклеточный способ по п. 1, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 1 г/л-час.
11. Бесклеточный способ по п. 10, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 10 г/л-час.
12. Бесклеточный способ по п. 11, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 25 г/л-час.
13. Бесклеточный способ по п. 1, где биореактор содержит газовую фазу и водную фазу.
14. Бесклеточный способ по п. 13, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
15. Бесклеточный способ по п. 14, где органический растворитель представляет собой алкан.
16. Бесклеточный способ по п. 15, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
17. Бесклеточный способ широкомасштабного преобразования метана в пируват, включающий:
объединение в биореакторе при повышенном давлении метана, кислорода и клеточных лизатов, содержащих метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу и ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, с образованием бесклеточной реакционной смеси, и
инкубацию в подходящих условиях бесклеточной реакционной смеси для преобразования метана в пируват.
18. Бесклеточный способ по п. 17, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
19. Бесклеточный способ по п. 17 или 18, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
20. Бесклеточный способ по любому из пп. 17 и 18, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, получают из рекомбинантных бактерий.
21. Бесклеточный способ по п. 20, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
22. Бесклеточный способ по любому из пп. 17, 18, 21, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы и пируваткиназы.
23. Бесклеточный способ по любому из пп. 17, 18, 21, где давление составляет по меньшей мере 1 бар.
24. Бесклеточный способ по п. 23, где давление составляет по меньшей мере 2 бар.
25. Бесклеточный способ по п. 24, где давление составляет по меньшей мере 5 бар.
26. Бесклеточный способ по любому из пп. 17, 18, 21, 24, 25, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 1 г/л-час.
27. Бесклеточный способ по п. 26, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 10 г/л-час.
28. Бесклеточный способ по п. 27, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 25 г/л-час.
29. Бесклеточный способ по любому из пп. 17, 18, 21, 24, 25, 27, 28, где биореактор содержит газовую фазу и водную фазу.
30. Бесклеточный способ по п. 29, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
31. Бесклеточный способ по п. 30, где органический растворитель представляет собой алкан.
32. Бесклеточный способ по п. 31, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
33. Бесклеточный способ широкомасштабного преобразования метана в биотопливо или другое химическое соединение, включающий:
объединение в биореакторе при повышенном давлении метана, кислорода и клеточных лизатов, содержащих метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу, ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, и ферменты, которые катализируют преобразование пирувата в биотопливо или другое химическое соединение, с образованием бесклеточной реакционной смеси, и
инкубацию в подходящих условиях бесклеточной реакционной смеси для преобразования метана в биотопливо или другое химическое соединение.
34. Бесклеточный способ по п. 33, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
35. Способ по п. 33 или 34, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
36. Бесклеточный способ по любому из пп. 33 и 34, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват и/или пирувата в биотопливо или другое соединение, получают из рекомбинантных бактерий.
37. Бесклеточный способ по п. 36, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
38. Бесклеточный способ по любому из пп. 33, 34, 37, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы и пируваткиназы.
39. Бесклеточный способ по любому из пп. 33, 34, 37, где давление составляет по меньшей мере 1 бар.
40. Бесклеточный способ по п. 39, где давление составляет по меньшей мере 2 бар.
41. Бесклеточный способ по п. 40, где давление составляет по меньшей мере 5 бар.
42. Бесклеточный способ по любому из пп. 33, 34, 37, 40, 41, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 1 г/л-час.
43. Бесклеточный способ по п. 42, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 10 г/л-час.
44. Бесклеточный способ по п. 43, где изобутанол получают при скорости образования по меньшей мере 25 г/л-час.
45. Бесклеточный способ по любому из пп. 33, 34, 37, 40, 41, 43, 44, где биореактор содержит газовую фазу и водную фазу.
46. Бесклеточный способ по п. 45, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
47. Бесклеточный способ по п. 46, где органический растворитель представляет собой алкан.
48. Бесклеточный способ по п. 47, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
49. Бесклеточная система широкомасштабного преобразования метана в изобутанол, где система содержит биореактор, который содержит:
газовую фазу, содержащую метан и кислород, и
водную фазу, содержащую клеточный лизат, содержащий метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу и ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол.
50. Бесклеточная система по п. 49, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
51. Бесклеточная система по п. 49 или 50, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
52. Бесклеточная система по любому из пп. 49 и 50, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, получают из рекомбинантных бактерий.
53. Бесклеточная система по п. 52, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
54. Бесклеточная система по любому из пп. 49, 50, 53, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы, пируваткиназы, ацетолактатсинтазы, изомероредуктазы ацетогидроксикислот, дегидратазы дигидроксикислот, альфа-кетоизовалератдекарбоксилазы и изобутанолдегидрогеназы.
55. Бесклеточная система по любому из пп. 49, 50, 53, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
56. Бесклеточная система по п. 55, где органический растворитель представляет собой алкан.
57. Бесклеточная система по п. 56, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
58. Бесклеточная система широкомасштабного преобразования метана в пируват, где система содержит биореактор, который содержит:
газовую фазу, содержащую метан и кислород, и
водную фазу, содержащую клеточный лизат, содержащий метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу и ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват.
59. Бесклеточная система по п. 58, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
60. Бесклеточная система по п. 58 или 59, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
61. Бесклеточная система по любому из пп. 58 и 59, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, получают из рекомбинантных бактерий.
62. Бесклеточная система по п. 61, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
63. Бесклеточная система по любому из пп. 58, 59, 62, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы и пируваткиназы.
64. Бесклеточная система по любому из пп. 58, 59, 62, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
65. Бесклеточная система по п. 64, где органический растворитель представляет собой алкан.
66. Бесклеточная система по п. 65, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
67. Бесклеточная система широкомасштабного преобразования метана в пируват, где система содержит биореактор, который содержит:
газовую фазу, содержащую метан и кислород, и
водную фазу, содержащую клеточный лизат, содержащий метанмонооксигеназу, метанолдегидрогеназу, ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, и ферменты, которые катализируют преобразование пирувата в биотопливо или другое химическое соединение, с образованием бесклеточной реакционной смеси.
68. Бесклеточная система по п. 67, где метанмонооксигеназу получают из метанотрофа.
69. Бесклеточная система по п. 67 или 68, где метанолдегидрогеназа представляет собой гетерологичную NAD-связанную метанолдегидрогеназу.
70. Бесклеточная система по любому из пп. 67 и 68, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в изобутанол, получают из рекомбинантных бактерий.
71. Бесклеточная система по п. 70, где рекомбинантные бактерии представляют собой рекомбинантные Escherichia coli.
72. Бесклеточная система по любому из пп. 67, 68, 71, где ферменты, которые катализируют преобразование формальдегида в пируват, содержат одну или более из гексулозо-6-фосфатсинтетазы, 6-фосфо-3-гексулоизомеразы, 6-фосфофруктокиназы, фруктозобифосфатальдолазы, триозофосфатизомеразы, транскетолазы, рибозо-5-фосфатизомеразы, рибозо-5-фосфат-3-эпимеразы, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, енолазы и пируваткиназы.
73. Бесклеточная система по любому из пп. 67, 68, 71, где биореактор дополнительно содержит органический растворитель.
74. Бесклеточная система по п. 73, где органический растворитель представляет собой алкан.
75. Бесклеточная система по п. 74, где алкан выбран из группы, состоящей из пентана, гексана, гептана, октана, нонана и декана.
76. Клеточный лизат для использования в способах по любому из пп. 1-48 или системе по любому из пп. 49-75.