本発明は、1,4-ブタンジオール(BDO)、4-ヒドロキシブチリル-CoA、4-ヒドロキシブタナール又はプトレシンを生成するのに十分な量で発現され、更にBDOの発現のために最適化されているBDO、4-ヒドロキシブチリル-CoA、4-ヒドロキシブタナール又はプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むBDO、4-ヒドロキシブチリル-CoA、4-ヒドロキシブタナール又はプトレシン経路を含む非天然微生物体を提供する。本発明は、また、当該微生物体を使用してBDO、4-ヒドロキシブチリル-CoA、4-ヒドロキシブタナール又はプトレシンを生成する方法を提供する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼ；スクシニル-CoAレダクターゼ(アルデヒド形成)；及び、4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項２】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、スクシニル-CoAレダクターゼ(アルデヒド形成)；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項1又は2記載の非天然微生物体。
【請求項４】
請求項1〜3のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブタナールを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブタナールの生成方法。
【請求項５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項4記載の方法。
【請求項６】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼ；アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項７】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項８】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項6又は7のいずれか1項記載の非天然微生物体。
【請求項９】
請求項6〜8のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブタナールを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブタナールの生成方法。
【請求項１０】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項9記載の方法。
【請求項１１】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、コハク酸レダクターゼ；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項１２】
前記微生物体が、コハク酸レダクターゼ；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼをコードしている3つの外因性核酸を含む、請求項11記載の非天然微生物体。
【請求項１３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項11記載の非天然微生物体。
【請求項１４】
請求項11〜13のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブタナールを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブタナールの生成方法。
【請求項１５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項14記載の方法。
【請求項１６】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ、又はグルタミン酸デヒドロゲナーゼ若しくはグルタミン酸トランスアミナーゼ及びグルタミン酸デカルボキシラーゼ及び4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項１７】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ、又はグルタミン酸デヒドロゲナーゼ若しくはグルタミン酸トランスアミナーゼ及びグルタミン酸デカルボキシラーゼ及び4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-ヒドロキシ酪酸デヒドロゲナーゼ；及び、4-ヒドロキシ酪酸レダクターゼをコードしている少なくとも3つの外因性核酸を含む、請求項16記載の非天然微生物体。
【請求項１８】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項16記載の非天然微生物体。
【請求項１９】
請求項16〜18のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブタナールを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブタナールの生成方法。
【請求項２０】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項19記載の方法。
【請求項２１】
4-ヒドロキシブタナールを生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブタナール経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブタナール経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブタナール経路が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ；及び、5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デカルボキシラーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項２２】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ；及び、5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デカルボキシラーゼをコードしている3つの外因性核酸を含む、請求項21記載の非天然微生物体。
【請求項２３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項21記載の非天然微生物体。
【請求項２４】
請求項21〜23のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブタナールを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブタナールの生成方法。
【請求項２５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項24記載の方法。
【請求項２６】
プトレシンを生成するのに十分な量で発現されるプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むプトレシン経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該プトレシン経路が、コハク酸レダクターゼ；4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項２７】
前記微生物体が、コハク酸レダクターゼ；4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼをコードしている4つの外因性核酸を含む、請求項26記載の非天然微生物体。
【請求項２８】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項26記載の非天然微生物体。
【請求項２９】
請求項26〜28のいずれか1項記載の非天然微生物体を、プトレシンを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、プトレシンの生成方法。
【請求項３０】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項29記載の方法。
【請求項３１】
プトレシンを生成するのに十分な量で発現されるプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むプトレシン経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該プトレシン経路が、アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ；4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項３２】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸デカルボキシラーゼ；4-アミノ酪酸デヒドロゲナーゼ又は4-アミノ酪酸トランスアミナーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼをコードしている4つの外因性核酸を含む、請求項31記載の非天然微生物体。
【請求項３３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項31記載の非天然微生物体。
【請求項３４】
請求項31〜33のいずれか1項記載の非天然微生物体を、プトレシンを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、プトレシンの生成方法。
【請求項３５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項34記載の方法。
【請求項３６】
プトレシンを生成するのに十分な量で発現されるプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むプトレシン経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該プトレシン経路が、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ又はグルタミン酸トランスアミナーゼ；グルタミン酸デカルボキシラーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項３７】
前記微生物体が、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ又はグルタミン酸トランスアミナーゼ；グルタミン酸デカルボキシラーゼ；4-アミノ酪酸レダクターゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼをコードしている4つの外因性核酸を含む、請求項36記載の非天然微生物体。
【請求項３８】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項36記載の非天然微生物体。
【請求項３９】
請求項36〜38のいずれか1項記載の非天然微生物体を、プトレシンを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、プトレシンの生成方法。
【請求項４０】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項39記載の方法。
【請求項４１】
プトレシンを生成するのに十分な量で発現されるプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むプトレシン経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該プトレシン経路が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ又は5-アミノ-2-オキソペンタン酸トランスアミナーゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デカルボキシラーゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項４２】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ又は5-アミノ-2-オキソペンタン酸トランスアミナーゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デカルボキシラーゼ；及び、プトレシンデヒドロゲナーゼ又はプトレシントランスアミナーゼをコードしている4つの外因性核酸を含む、請求項41記載の非天然微生物体。
【請求項４３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項41記載の非天然微生物体。
【請求項４４】
請求項41〜43のいずれか1項記載の非天然微生物体を、プトレシンを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、プトレシンの生成方法。
【請求項４５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項44記載の方法。
【請求項４６】
プトレシンを生成するのに十分な量で発現されるプトレシン経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含むプトレシン経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該プトレシン経路が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ又は5-アミノ-2-オキソペンタン酸トランスアミナーゼ；オルニチンデヒドロゲナーゼ又はオルニチントランスアミナーゼ；及び、オルニチンデカルボキシラーゼを含む、前記非天然微生物体。
【請求項４７】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-アミノ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ又は5-アミノ-2-オキソペンタン酸トランスアミナーゼ；オルニチンデヒドロゲナーゼ又はオルニチントランスアミナーゼ；及び、オルニチンデカルボキシラーゼをコードしている4つの外因性核酸を含む、請求項46記載の非天然微生物体。
【請求項４８】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項46記載の非天然微生物体。
【請求項４９】
請求項46〜48のいずれか1項記載の非天然微生物体を、プトレシンを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、プトレシンの生成方法。
【請求項５０】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項49記載の方法。
【請求項５１】
4-ヒドロキシブチリル-CoA(4-HBCoA)を生成するのに十分な量で発現される4-ヒドロキシブチリル-CoA経路酵素をコードしている少なくとも1つの外因性核酸を含む4-ヒドロキシブチリル-CoA経路を有する微生物体を含む非天然微生物体であって、該4-ヒドロキシブチリル-CoA経路が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ；及び、5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ(脱炭酸)を含む、前記非天然微生物体。
【請求項５２】
前記微生物体が、アルファ-ケトグルタル酸レダクターゼ；5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ；及び、5-ヒドロキシ-2-オキソペンタン酸デヒドロゲナーゼ(脱炭酸)をコードしている3つの外因性核酸を含む、請求項51記載の非天然微生物体。
【請求項５３】
前記少なくとも1つの外因性核酸が、異種核酸である、請求項51記載の非天然微生物体。
【請求項５４】
請求項51〜53のいずれか1項記載の非天然微生物体を、4-ヒドロキシブチリル-CoAを生成するための条件下且つ十分な時間にわたり培養することを含む、4-ヒドロキシブチリル-CoAの生成方法。
【請求項５５】
前記非天然微生物体が、実質的に嫌気性培養培地内にある、請求項54記載の方法。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９Ａ】

【図９Ｂ−Ｃ】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４Ａ】

【図１４Ｂ】

【図１４Ｃ】

【図１５−１】

【図１５−２】

【図１６】

【図１７】

【図１８Ａ】

【図１８Ｂ】

【図１９Ａ】

【図１９Ｂ】

【図２０Ａ】

【図２０Ｂ】

【図２１Ａ】

【図２１Ｂ】

【図２２Ａ】

【図２２Ｂ】

【図２３−１】

【図２３−２】

【図２４−１】

【図２４−２】

【図２５】

【図２６】

【図２７Ａ】

【図２７Ｂ】

【図２８−１】

【図２８−２】

【図２８−３】

【図２９】

【図３０】

【図３１Ａ】

【図３１Ｂ】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図３５−１】

【図３５−２】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図３９−１】

【図３９−２】

【図４０】

【図４１Ａ】

【図４１Ｂ】

【図４２】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８−１】

【図４８−２】

【図４９】

【図５０】

【図５１】

【図５２−１】

【図５２−２】

【図５３−１】

【図５３−２】

【図５４】

【図５５−１】

【図５５−２】

【図５５−３】

【図５５−４】

【図５５−５】

【図５６】

【図５７】

【図５８】

【図５９−１】

【図５９−２】

【図６０Ａ】

【図６０Ｂ】

【図６１】

【図６２】

【図６３】

【図６４Ａ】

【図６４Ｂ】

【図６５Ａ】

【図６５Ｂ】

【図６６Ａ】

【図６６Ｂ】

【公表番号】特表２０１３−５０７１４５（Ｐ２０１３−５０７１４５Ａ）
【公表日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３４３３９（Ｐ２０１２−５３４３３９）
【出願日】平成２２年１０月１３日（２０１０．１０．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５２５７０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４７１０１
【国際公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【出願人】（５１１０６２８１８）ゲノマチカ，　インク． (10)
【Ｆターム（参考）】