СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ ИЛИ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ МЕТАКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ

1. Способ получения метакриловой кислоты или сложных эфиров метакриловой кислоты, содержащий этапы
IA) синтеза 3-гидроксиизомасляной кислоты способом, включающим в себя этап создания контакта клетки, генетически модифицированной по сравнению с диким ее типом таким образом, что она синтезирует больше 3-гидроксиизомасляной кислоты или полигидроксиалканоатов на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты, чем этот дикий тип, с питательной средой, содержащей в качестве источника углерода углеводы, глицерин, двуокись углерода, метан, метанол, L-валин или L-глутамат, в условиях, в которых из источника углерода образуются 3-гидроксиизомасляная кислота или полигидроксиалканоаты на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты, а также, при необходимости, отделения 3-гидроксиизомасляной кислоты от питательной среды, а также, при необходимости, нейтрализации 3-гидроксиизомасляной кислоты,
IB) дегидратации 3-гидроксиизомасляной кислоты с образованием метакриловой кислоты, а также, при необходимости, этерификации метакриловой кислоты.
2. Способ по п.1, причем синтез 3-гидроксиизомасляной кислоты или полигидроксиалканоатов на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты происходит с метилмалоновым полуальдегидом в качестве начального продукта.
3. Способ по п.2, причем клетка синтезирует 3-гидроксиизомасляную кислоту или полигидроксиалканоаты на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты с сукцинил-коферментом А в качестве промежуточного продукта.
1
4. Способ по п.3, причем клетка обладает повышенной по сравнению со своим диким типом активностью фермента E, который катализирует преобразование сукцинил-кофермента А в метилмалонил-кофермент А.
1
5. Способ по п.4, причем фермент Е представляет собой метилмалонил-кофермент А-мутазу (ЕС 5.4.99.2).
2
4
6. Способ по одному из пп.3-5, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е-Е:
2
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонил-кофермента А в метилмалонат;
3
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалоната в метилмалоновый полуальдегид;
4
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксиизобутират;
7. Способ по п.6, причем ферменты следующие:
2
Е метилмалонил-кофермент А-гидролаза (ЕС 3.1.2.17),
3
Е альдегид-дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.3) или альдегид-оксидаза (ЕС 1.2.3.1) и
4
Е 3-гидроксиизобутират-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.31) или 3-гидроксиацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.35).
4
5
6
7
8. Способ по одному из пп.3-5, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е, E, Е и Е:
6
- фермента Е, катализирующего преобразование (R)-метилмалонил-кофермента А в (S)-метилмалонил-кофермент А;
7
- фермента Е, катализирующего преобразование (S)-метилмалонил-кофермента А в пропионил-кофермент А;
5
- фермента E, катализирующего преобразование пропионил-кофермента А в метилмалоновый полуальдегид;
4
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксиизомасляную кислоту;
9. Способ по п.8, причем ферменты следующие:
6
Е метилмалонил-кофермент А-эпимераза (ЕС 5.1.99.1),
7
Е метилмалонил-кофермент А-декарбоксилаза (ЕС 4.1.1.41),
5
E метилмалоновый полуальдегид - дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.27) и
4
Е 3-гидроксиизобутират-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.31) или 3-гидроксиацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.35).
4
5
7
10. Способ по одному из пп.3-5, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов: Е, E и Е:
7
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонил-кофермента А в пропионил-кофермент А;
5
- фермента Е, катализирующего преобразование пропионил-кофермента А в метилмалоновый полуальдегид;
4
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксиизомасляную кислоту;
11. Способ по п.10, причем ферменты следующие:
7
Е метилмалонил-кофермент А-декарбоксилаза (ЕС 4.1.1.41),
5
E метилмалоновый полуальдегид - дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.27) и
4
Е 3-гидроксиизобутират-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.31) или 3-гидроксиацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.35).
28
46
12. Способ по одному из пп.3-5, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е и Е:
46
- фермента Е, катализирующего преобразование L-глутамата в 2-оксоглутарат;
28
- фермента Е, катализирующего преобразование 2-оксоглутарата в сукцинил-кофермент А.
13. Способ по п.12, причем ферменты следующие:
46
Е глутамат-синтаза (ЕС 1.4.1.13 или ЕС 1.4.1.14), глутамат-дегидрогеназа (ЕС 1.4.1.2, ЕС 1.4.1.3 или ЕС 1.4.1.4) или аспартат-трансаминаза (ЕС 2.6.1.1 или ЕС 2.6.1.2) и
28
Е 2-оксоглутарат-синтаза (ЕС 1.2.7.3).
14. Способ по п.2, причем клетка синтезирует 3-гидроксиизомасляную кислоту или полигидроксиалканоаты на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты с пропионил-коферментом А в качестве промежуточного продукта
4
5
47
52
15. Способ по п.14, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е, E и Е-Е:
47
- фермента Е, катализирующего преобразование ацетил-кофермента А в малонил-кофермент А;
48
- фермента Е, катализирующего преобразование малонил-кофермента А в метилмалоновый полуальдегид;
49
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксипропионат;
50
- фермента E, катализирующего преобразование 3-гидроксипропионата в 3-гидроксипропионил-кофермент А;
51
- фермента Е, катализирующего преобразование 3-гидроксипропионил-кофермента А в акрилоил-кофермент А;
52
- фермента Е, катализирующего преобразование акрилоил-кофермента А в пропионил-кофермент А;
5
- фермента Е, катализирующего преобразование пропионил-кофермента А в метилмалоновый полуальдегид;
4
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксиизобутират.
16. Способ по п.15, причем ферменты следующие:
4
Е 3-гидроксиизобутират-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.31) или 3-гидроксиацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.35),
5
E метилмалоновый полуальдегид - дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.27),
47
Е малонил-кофермент А-декарбоксилаза (ЕС 4.1.1.9), малонат-кофермент А-трансфераза (ЕС 2.8.3.3), метилмалонил-кофермент А-карбокситрансфераза (ЕС 2.1.3.1) или ацетил-кофермент А-карбоксилаза (ЕС 6.4.1.2),
48
Е малоновый полуальдегид - дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.18).
49
Е 3-гидроксипропионат-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.59),
50
Е 3-гидроксиизобутирил-кофермент А-гидролаза (ЕС 3.1.2.4) и
51
E еноил-кофермент А-гидратаза (ЕС 4.2.1.17) и
52
Е ацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.3).
17. Способ по п.2, причем клетка синтезирует 3-гидроксиизомасляную кислоту или полигидроксиалканоаты на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты с акрилоил-коферментом А в качестве промежуточного продукта.
2
4
56
72
73
18. Способ по п.17, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е-Е, E, E и Е:
72
- фермента Е, катализирующего преобразование бета-аланина в бета-аланил-кофермент А.
73
- фермента Е, катализирующего преобразование бета-аланил-кофермента А в акрилил-кофермент А;
56
- фермента E, катализирующего преобразование акрилил-кофермента А в метилмалонил-кофермент А,
2
- фермента E, катализирующего преобразование метилмалонил-кофермента А в метилмалонат;
3
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалоната в метилмалоновый полуальдегид;
4
- фермента Е, катализирующего преобразование метилмалонового полуальдегида в 3-гидроксиизомасляную кислоту;
19. Способ по п.18, причем ферменты следующие:
72
Е кофермент А-трансфераза (ЕС 2.8.3.1) или кофермент А-синтетаза, предпочтительно кофермент А-трансфераза,
73
Е бета-аланил-кофермент-А-аммоний-лизаза (ЕС 4.3.1.6),
56
Е кротонил-кофермент А-декарбоксилаза,
2
Е метилмалонил-кофермент А-гидролаза (ЕС 3.1.2.17),
3
Е альдегид-дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.3) или альдегид-оксидаза (ЕС 1.2.3.1) и
4
Е 3-гидроксиизобутират-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.31) или 3-гидроксиацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.35).
20. Способ по п.1, причем синтез 3-гидроксиизомасляной кислоты или полигидроксиалканоатов на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты происходит с 3-гидроксиизобутирил-коферментом А в качестве начального продукта.
21. Способ по п.20, причем клетка синтезирует 3-гидроксиизомасляную кислоту или полигидроксиалканоаты на основе 3-гидроксиизомасляной кислоты с изобутирил-коферментом А в качестве промежуточного продукта.
76
76
60
61
8
22. Способ по п.21, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов E-Е, Е, E и Е.
76
- фермента E, катализирующего преобразование пирувата в 2-ацетолактат;
77
- фермента Е, катализирующего преобразование 2-ацетолактата в 2,3-дигидроксиизовалерат,
78
- фермента Е, катализирующего преобразование 2,3-дигидроксиизовалерата в 2-оксоизовалерат,
79
- фермента E, катализирующего преобразование 2-оксоизовалерата в изобутирил-кофермент А.
60
- фермента Е, катализирующего преобразование изобутирил-кофермента А в метакрилил-кофермент А;
61
- фермента Е, катализирующего преобразование метакрилил-кофермента А в 3-гидроксиизобутирил-кофермент А;
8
- фермента Е, катализирующего преобразование 3-гидроксиизобутирил-кофермента А в 3-гидроксибутират.
23. Способ по п.22, причем ферменты следующие:
8
Е 3-гидроксиизобутирил-СоА-гидролаза (ЕС 3.1.2.4),
76
E ацетолактат-синтаза (ЕС 2.2.1.6),
77
Е дигидроксиизовалерат-дегидрогеназа (ЕС 1.1.1.86),
78
E 2,3-дигидроксиизовалерат-дегидратаза (ЕС 4.2.1.9),
79
Е 2-оксоизовалерат-дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.25 или ЕС 1.2.4.4),
60
Е ацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.3), бутирил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.2) или 2-метилацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.12), и
61
E еноил-кофермент А-гидратаза (ЕС 4.2.1.17).
8
60
61
79
80
24. Способ по п.21 или 22, причем клетка имеет повышенную по сравнению со своим диким типом активность, по меньшей мере, одного из следующих ферментов Е, Е-E и Е-Е:
80
- фермента E, катализирующего преобразование L-валина в 2-оксоизовалерат;
79
- фермента Е, катализирующего преобразование 2-оксоизовалерата в изобутирил-кофермент А.
60
- фермента Е, катализирующего преобразование изобутирил-кофермента А в метакрилил-кофермент А;
61
- фермента E, катализирующего преобразование метакрилил-кофермента А в 3-гидроксиизобутирил-кофермент А;
8
- фермента Е, катализирующего преобразование 3-гидроксиизобутирил-кофермента А в 3-гидроксиизобутират.
25. Способ по п.24, причем ферменты следующие:
8
Е 3-гидроксиизобутирил-СоА-гидролаза (ЕС 3.1.2.4),
60
Е ацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.3), бутирил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.2) или 2-метилацил-кофермент А-дегидрогеназа (ЕС 1.3.99.12),
61
E еноил-кофермент А-гидратаза (ЕС 4.2.1.17),
79
Е 2-оксоизовалерат-дегидрогеназа (ЕС 1.2.1.25 или ЕС 1.2.4.4), и
80
Е аминокислота - трансфераза (ЕС 2.6.1.42).
26. Способ по п.1, причем клетку получают посредством способа изготовления генетически модифицированной клетки, включающим в себя этапы повышения активности, по меньшей мере, одного из перечисленных в пунктах 2-25 ферментов в клетке.
27. Способ получения полиметакриловой кислоты или сложных эфиров полиметакриловой кислоты, содержащий этапы
IIIА) получения метакриловой кислоты по одному из п.п.1-26,
IIIВ) радикальной полимеризации метакриловой кислоты,
причем при необходимости до или после радикальной полимеризации возможна, по меньшей мере, частичная этерификация карбоксильных групп метакриловой кислоты или карбоксилатной группы метакрилатов.