БРОДИЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО СПИРТОВ С ЧЕТЫРЬМЯ АТОМАМИ УГЛЕРОДА

1. Рекомбинантная микробная клетка-хозяин, включающая по крайней мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует превращение субстрата в продукт, выбираемое из группы, состоящей из превращений
i) пирувата в альфа-ацетолактат;
ii) альфа-ацетолактата в ацетоин;
iii) ацетоина в 3-амино-2-бутанол;
iv) 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат;
v) 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон; и
vi) 2-бутанона в 2-бутанол;
причем по крайней мере одна молекула ДНК является гетерологичной относительно указанной микробной клетки-хозяина, и указанная микробная клетка-хозяин продуцирует 2-бутанол.
2. Рекомбинантная микробная клетка-хозяин, включающая по крайней мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует превращение субстрата в продукт, выбираемое из группы, состоящей из превращений
i) пирувата в альфа-ацетолактат;
ii) альфа-ацетолактата в ацетоин;
iii) ацетоина в 3-амино-2-бутанол;
iv) 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат; и
v) 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон;
причем по крайней мере одна молекула ДНК является гетерологичной относительно указанной микробной клетки-хозяина, и указанная микробная клетка-хозяин продуцирует 2-бутанон.
3. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - пирувата в альфа-ацетолактат, является ацетолактатсинтаза.
4. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - альфа-ацетолактата в ацетоин, является ацетолактатдекарбоксилаза.
5. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - ацетоина в 3-амино-2-бутанол, является ацетоинаминаза.
6. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат, является аминобутанолкиназа.
7. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон, является аминобутанолфосфат-фосфо-лиаза.
8. Клетка-хозяин по п. 1, в которой полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 2-бутанона в 2-бутанол, является бутанолдегидрогеназа.
9. Клетка-хозяин по п. 1 или 2, которую выбирают из группы, состоящей из бактерии, цианобактерии, нитевидного гриба и дрожжей.
10. Клетка-хозяин по п. 8, являющаяся членом рода, выбираемого из группы, состоящей из Clostridium, Zymomonas, Escherichia, Salmonella, Rhodococcus, Pseudomonas, Bacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Pediococcus, Alcaligenes, Klebsiella, Paenibacillus, Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Pichia, Candida, Hansenula и Saccharomyces.
11. Клетка-хозяин по п. 3, в которой аминокислотная последовательность ацетолактатсинтазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 77 и SEQ ID NO: 79, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
12. Клетка-хозяин по п. 4, в которой аминокислотная последовательность ацетолактатдекарбоксилазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 81 и SEQ ID NO: 83, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
13. Клетка-хозяин по п. 5, в которой аминокислотная последовательность ацетоинаминазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 122, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
14. Клетка-хозяин по п. 6, в которой аминокислотная последовательность аминобутанолкиназы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 124, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
15. Клетка-хозяин по п. 7, в которой аминокислотная последовательность аминобутанолфосфат-фосфо-лиазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 126, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
16. Клетка-хозяин по п. 8, в которой аминокислотная последовательность бутанолдегидрогеназы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 72, SEQ ID NO: 75 и SEQ ID NO: 91, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
17. Способ продуцирования 2-бутанола, включающий
1) обеспечение рекомбинантной микробной клетки-хозяина, включающей по крайней мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует превращение субстрата в продукт, выбираемое из группы, состоящей из превращений
i) пирувата в альфа-ацетолактат;
ii) альфа-ацетолактата в ацетоин;
iii) ацетоина в 3-амино-2-бутанол;
iv) 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат;
v) 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон; и
vi) 2-бутанона в 2-бутанол;
причем по крайней мере одна молекула ДНК является гетерологичной относительно указанной микробной клетки-хозяина; и
2) приведение в контакт клетки-хозяина (1) с поддающимся ферментации, содержащим углерод субстратом среды для ферментации в условиях, при которых продуцируется 2-бутанол.
18. Способ продуцирования 2-бутанона, включающий
1) обеспечение рекомбинантной микробной клетки-хозяина, включающей по крайней мере одну молекулу ДНК, кодирующую полипептид, который катализирует превращение субстрата в продукт, выбираемое из группы, состоящей из превращений
i) пирувата в альфа-ацетолактат;
ii) альфа-ацетолактата в ацетоин;
iii) ацетоина в 3-амино-2-бутанол;
iv) 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат; и
v) 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон;
причем по крайней мере одна молекула ДНК является гетерологичной относительно указанной микробной клетки-хозяина; и
2) приведение в контакт клетки-хозяина (1) с поддающимся ферментации, содержащим углерод субстратом в среде для ферментации в условиях, посредством чего продуцируется 2-бутанон.
19. Способ по п. 17 или 18, в котором подвергаемый ферментации, содержащий углерод субстрат выбирают из группы, состоящей из моносахаридов, олигосахаридов и полисахаридов.
20. Способ по п. 17 или 18, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - пирувата в альфа-ацетолактат, является ацетолактатсинтаза.
21. Способ по п. 17 или 18, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - альфа-ацетолактата в ацетоин, является ацетолактатдекарбоксилаза.
22. Способ по п. 17 или 18, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - ацетоина в 3-амино-2-бутанол, является ацетоинаминаза.
23. Способ по п. 17 или 18, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 3-амино-2-бутанола в 3-амино-2-бутанолфосфат, является аминобутанолкиназа.
24. Способ по п. 17 или 18, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 3-амино-2-бутанолфосфата в 2-бутанон, является аминобутанолфосфат-фосфо-лиаза.
25. Способ по п. 17, в котором полипептидом, который катализирует превращение субстрата в продукт - 2-бутанона в 2-бутанол, является бутанолдегидрогеназа.
26. Способ по п. 17 или 18, в котором клетку выбирают из группы, состоящей из бактерии, цианобактерии, нитевидного гриба и дрожжей.
27. Способ по п. 26, в котором клетка является членом рода, выбираемого из группы, состоящей из Clostridium, Zymomonas, Escherichia, Salmonella, Rhodococcus, Pseudomonas, Bacillus, Lactobacillus, Enterococcus, Pediococcus, Alcaligenes, Klebsiella, Paenibacillus, Arthrobacter, Corynebacterium, Brevibacterium, Pichia, Candida, Hansenula и Saccharomyces.
28. Способ по п. 20, в котором аминокислотная последовательность ацетолактатсинтазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 77 и SEQ ID NO: 79, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
29. Способ по п. 21, в котором аминокислотная последовательность ацетолактатдекарбоксилазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 2, SEQ ID NO: 81 и SEQ ID NO: 83, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
30. Способ по п. 22, в котором аминокислотная последовательность ацетоинаминазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 122, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
31. Способ по п. 23, в котором аминокислотная последовательность аминобутанолкиназы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 124, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
32. Способ по п. 24, в котором аминокислотная последовательность аминобутанолфосфат-фосфо-лиазы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, представленной в SEQ ID NO: 126, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
33. Способ по п. 25, в котором аминокислотная последовательность бутанолдегидрогеназы идентична по крайней мере на 95% аминокислотной последовательности, выбираемой из группы, состоящей из SEQ ID NO: 14, SEQ ID NO: 72, SEQ ID NO: 75 и SEQ ID NO: 91, на основе способа выравнивания Clustal W с использованием параметров по умолчанию, представляющих собой пенальти за промежуток = 10, пенальти за длину промежутка = 0,1 и белковую весовую матрицу = ряд Гоннета 250.
34. Содержащая 2-бутанол среда продукта ферментации, получаемая способом по п. 17.
35. Содержащая 2-бутанон среда продукта ферментации, получаемая способом по п. 18.