合成气或其他气态碳源和甲醇转化为1,3-丁二醇的方法和有机体的制作方法

专利名称：合成气或其他气态碳源和甲醇转化为1,3-丁二醇的方法和有机体的制作方法
合成气或其他气态碳源和甲醇转化为1,3- 丁二醇的方法
和有机体本申请要求2009年12月10日提交的美国临时申请NO. 61/285,312的优先权，将其全部内容引用作为参考。
背景技术：
本发明一般涉及生物合成方法，更具体地涉及在日常化学制品的生产中能够利用碳水化合物、甲醇、合成气体和其他气态碳源的有机体。I, 3-丁二醇(1，3-BD0)是一种由乙炔经水合产生的四碳二元醇。得到的乙醛再转化为3-羟基丁醛，随后还原成1，3-BD0。近几年中，乙炔已被较廉价的乙烯取代用作乙醛的来源。1，3-BD0通常用作食物调味剂的有机溶剂。它也是聚氨酯和聚酯类树脂的共聚单体， 且广泛地用作降血糖剂。光学活性的1，3-BD0是有用的生物活性化合物和液晶合成的原材料。1，3- 丁二醇的另一用途是它的脱水产生1，3- 丁二烯(Ichikawa等人，J. MolecularCatalysis A-Chemical,231:181-189(2005) ；Ichikawa 等人，J. Molecular CatalysisA-Chemical ,256:106-112 (2006))，一种用于生产合成橡胶(例如轮胎)、乳胶和树脂的化学制品。合成气(syngas)是一种主要为H2和CO的混合物，其可以通过任何有机原料的气化法获得，例如煤、石油、天然气、生物质、或废弃有机物质。已经开发了很多气化方法，最多的设计是基于部分氧化，限制氧以避免有机物质在高温(500-1500°C)下的完全氧化，从而提供0. 5:1-3:1H2/C0混合物的合成气。有时增加蒸汽以增加氢含量，典型地伴随水煤气转换反应增加的CO2生产量。工业上最常通过催化合成气组分，CO和H2生产甲醇。当今，煤是工业生产合成气的主要材料，其在传统上用于取暖和电力，以及作为甲醇和液态烃类的Fischer-Tropsch合成的原料。许多大的化学制品和能源公司大范围的采用煤气化法，但在工业上用该技术是昂贵的。此外，事实上在世界任何地方，存在来自过剩的其他材料如生物质、废料、聚合物等的合成气的成本有效的生产技术。使用合成气的好处包括灵活性，因为合成气可以从大多数有机物包括生物质中生产得到。另一个好处是合成气的廉价。此外，我们有已知的在有机体如Clostridium spp.中有效地利用合成气的途径。尽管在利用合成气有机体的利用率方面，一般的已知有机体不足以具有该特征且不适合商业化发展。例如，Clostridium及其相关细菌是严格厌气菌，其对高浓度的某些产物如丁醇不耐受，从而限制了效价和商业化潜力。Clostridium还产生多种产物，要获得想要的产物时存在分离问题。最后，容易操作梭状芽胞杆菌基因的遗传工具的开发正处于起步阶段；因此，它们不能迅速地顺应基因工程以改善所需产物的产率或生产特征。增加廉价和容易利用的原料的灵活性，同时使化学产物的环境影响最小化是可持续化工的两个目标。原料的灵活性依赖于大范围的材料进入并作为化学制品生产的初始原料利用。无论乙炔还是乙烯，对以石油为基础的原料的依赖保证了基于可再生原料的1，3- 丁二醇和丁二烯的合成路线的开发。因此，现在需要开发微生物和它们利用碳水化合物、甲醇、合成气或其他气态碳源生产1，3-丁二醇的方法。本发明满足该需求，还提供相关优点。
发明概要在某些方面，本文公开的实施方式涉及一种具有1，3_ 丁二醇(1，3_BD0)途径的非天然存在的微生物有机体，所述途径包括至少一个编码足量表达以生产1，3-BD0的1，3-BD0途径酶或蛋白的外源性核酸。该1，3-BD0途径包括甲醇甲基转移酶(MtaB)、类咕啉蛋白(MtaC)、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)、类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)、镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)、铁氧化还原蛋白(0rf7)、乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脱氢酶(AcsA)、氢化酶(Hyd)、乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，乙醛形成)、3_氧代丁醛还原酶(酮还原)、3_羟基丁醛还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)、3_氧代丁醛还原酶(醛还原)、4_羟基，2- 丁酮还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(乙醛形成)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)、3_羟基丁酰辅酶A转移酶、3-羟基丁酰辅酶A水解酶、3-羟基丁酰辅酶A合成酶、3-羟基丁酸脱氢酶、3-羟基丁酸还原酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酰乙酰辅酶A水解酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶或乙酰 乙酸还原酶。在某些方面，本文公开的实施方式涉及一种具有1，3_ 丁二醇(1，3_BD0)途径的非天然存在的微生物有机体，所述途径包括至少一个编码足量表达以生产1，3-BD0的I, 3-BD0途径酶或蛋白的外源性核酸。该1，3-BD0途径包括甲酸脱氢酶、甲酰四氢叶酸合成酶、次甲基四氢叶酸酯环水解酶、亚甲基四氢叶酸脱氢酶、亚甲基四氢叶酸还原酶、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)、镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)、铁氧化还原蛋白(0rf7)、乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脱氢酶(AcsA)、氢化酶(Hyd)、乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)、3_氧代丁醛还原酶(酮还原)、3_羟基丁醛还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)、3_氧代丁醛还原酶(醛还原)、4_羟基，2- 丁酮还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)、3_羟基丁酰辅酶A转移酶、3-羟基丁酰辅酶A水解酶、3-羟基丁酰辅酶A合成酶、3-羟基丁酸脱氢酶、3-羟基丁酸还原酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酰乙酰辅酶A水解酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶或乙酰乙酸还原酶。在某些方面,本文公开的实施方式涉及一种用于生产1，3-BD0的方法,其包括在条件和足够的时间下培养上述非天然存在微生物有机体以生产1，3-BD0。附图简要说明附图I显示了一个描述Wood-Ljungdahl途径以及乙酸和乙醇的形成途径的图表。能够在合成气中生长的有机体的特征性转化是1)C0脱氢酶，2)氢化酶，3)能量转化氢化酶(ECH)JP 4)双功能CO脱氢酶/乙酰辅酶A合酶。附图2显示了完整的Wood-Ljungdahl途径，其能够使气体包括CO、CO2和/或H2转换至乙酰辅酶A，其随后转换至细胞群和产物例如乙醇或乙酸。缩写=IOFTHF =10-甲酰四氢叶酸，5MTHF :5-甲基四氢叶酸，，ACTP :乙酰磷酸，CFeSp :类咕啉铁硫蛋白，FOR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氢叶酸，MLTHF :次甲基四氢叶酸，THF :四氢叶酸。
附图3描述了从乙酰乙酰辅酶A至1，3_ 丁二醇的途径。酶的步骤是A)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，B)3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，C) 3-羟基丁醛还原酶，D)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，E) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，F)4-羟基，2- 丁酮还原酶，G)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，H) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)，I) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)，J) 3-羟基丁酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，K) 3-羟基丁酸脱氢酶，L) 3-羟基丁酸还原酶，M)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，N)乙酰乙酸还原酶。附图4显示了碳水化合物例如葡萄糖，包括C0、C02和/或仏的气体以及甲醇到乙酰辅酶A并进一步到1，3-丁二醇的生物合成代谢途径。加工到生产宿主中的特定酶转化编号并显示在该附图中。缩写10FTHF 10-甲酰四氢叶酸，5MTHF 5-甲基四氢叶酸，ACTP 乙酰磷酸，CFeSp :类咕啉铁硫蛋白，FOR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氢叶酸，MLTHF :次甲基四氢叶酸，THF :四氢叶酸。附图5显示了碳水化合物例如葡萄糖、包括CO，CO2和/或H2的气体以及甲醇到乙酰辅酶A并进一步到1，3- 丁二醇的生物合成代谢途径。加工到产物宿主中的具体酶的转化被编号并显示在该附图中。缩写=IOFTHF 10~甲酰四氢叶酸，5MTHF:5-甲基四氢叶酸，ACTP 乙酰磷酸，CFeSp 类咕啉铁硫蛋白，FOR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氢叶酸，MLTHF :次甲基四氢叶酸，THF :四氢叶酸。附图6显示了 IOmg下述物质的蛋白质印迹ACS90 (泳道1)，ACS91 (泳道2)，Mta98/99 (泳道3和4)标准大小的细胞提取物(泳道5)和热醋穆尔氏菌C0DH(Moth_1202/1203)或 Mtr (Moth_1197)蛋白(50、150、250、350、450、500、750、900 和IOOOng)的对照。附图7显示了在甲基紫精分析中使用的比色皿。右边是空白对照，左边是含还原的甲基紫精的比色皿。注，每个比色皿顶部的塞子和真空油酯用来维持反应是缺氧的。附图8显示了 ACS90细胞提取物的光谱图，为了分析CH3从加入的CH3-THF到纯的热醋穆尔氏菌类咕啉蛋白的转移。附图9从左到右显示了在空载体、ACS90和ACS91三种情况下，重组大肠杆菌MG1655在37°C下在N2和CO中厌氧生长36小时。附

图10显示了通过采用Wood-Ljungdahl途径酶结合1，3_ 丁二醇生物合成途径，在葡萄糖中可生产I. 09mol/mol产率的1，3- 丁二醇的示例性流量分布。附图11显示了通过采用可共同利用甲醇作为底物的酶，在葡萄糖中可生产I. 2mol/mol产率的1，3- 丁二醇的示例性流量分布。发明详述本发明涉及开发和使用有机体，所述有机体能够利用碳水化合物、甲醇、合成气和/或其他气态碳源生产1，3-丁二醇。本发明进一步涉及扩展利用合成气的微生物的产品范围和产生能够利用合成气生产1，3- 丁二醇的重组有机体，并优化它们的产率、效价和生产能力。重组有机体的开发为可再生化学制品和染料制造提供成本优势的方法，所述重组有机体例如大肠杆菌(Escherichia coli)或其他适合商业化规模的有机体,其可以有效地利用合成气作为底物来生长和化学制品生产。有机体可以得到优化且快速测定并在合理的成本内。
合成气作为原料的潜力在于它能够有效率地且成本有效地转化成化学制品和燃料的利益。合成气转化的两个主要技术是Fischer-Tropsch方法和发酵方法。Fischer-Tropsch (F-T)技术自第二次世界大战就已被开发，并且包含无机和金属的催化齐U，从而能够有效地生产甲醇或混合烃类作为燃料。F-T方法的缺点是1)缺少产物选择性，其导致分离想要的产物的难度；2)催化剂敏感性中毒；3)由于高温和压力要求导致的高能量成本；和4)商业竞争成本上的可用的产品范围有限。至于发酵方法，合成气已表现出能给许多厌氧微生物充当碳和能源，其中厌氧微生物可以把这材料转化成产物如乙醇、乙酸和氢。合成气发酵转化的主要优点是有机体生产单一产物的选择性，对合成气杂质更强的耐受性，温度和压力的较低操作要求，以及潜在的来自合成气的大型组合的产物。发酵方法的主要缺点是已知有机体只能把合成气转化成有限范围的化学制品，如乙醇和乙酸，而不能有效生产其他化学制品，有机体缺少既定的工具用于遗传操作，且有机体对高浓度的最终产物敏感。本发明涉及微生物的产生，其能有效地从合成气或其他气态碳源中生产1，3- 丁二醇。与传统的基于石油的产品和直接衍生自葡萄糖、蔗糖或木质纤维糖的相比，本发明的有机体和方法在1，3_ 丁二醇的生产成本上有显著的优势。在一个实施方式中，本发明 提供一种非天然存在的微生物，其能够利用合成气或其他气态碳源生产1，3- 丁二醇，其亲本微生物没有利用合成气的本能，如附图4和5所示。在这些微生物中，一个或多个蛋白或酶在微生物中表达，从而赋予一个利用合成气或其他气态碳源生产想要产物的途径。在另一实施方式中，本发明提供一种非天然存在的微生物，其在遗传上已被改良，例如，通过表达一个或多个外源性基因或酶而赋予一种增加的生产1，3-丁二醇的能力，其亲本微生物具有利用合成气或其他气态碳源生产想要产品的能力。因此，本发明涉及产生一种具有新的利用合成气的代谢途径能力的微生物，以及产生一种利用合成气或其他气态碳源生产I, 3- 丁二醇的效率提高的微生物。本发明还提供了非天然存在的微生物，其表达这样的基因，所述基因编码与MtaABC型甲基转移酶系统相连的Wood-Ljungdahl途径中的羰基分支相关的催化反应的酶。该有机体能够将甲醇和包含C0、C02、和/或仏的气体转化到乙酰辅酶A、细胞量和产物中，其中甲醇是一种可以来自合成气的相对廉价的有机原料。本发明进一步提供可以使碳水化合物原料中的1，3-丁二醇产率增加并超过天然预期的产率的途径，大约Imol I, 3-丁二醇/mol葡萄糖，通过提供高效的机制将外源提供或内源产生的甲醇或二氧化碳中的碳装配到乙酰辅酶A中。大肠杆菌是一种工业上大量使用的有机体，具有无与伦比的遗传工具适用性。为了加工将C02、C0和/或H2转化至乙酰辅酶A的能力，作为所有细胞量组分和多种有用产物来源的中心代谢物进入外源宿主例如大肠杆菌可以通过下述的外源性基因的表达来实现，其中的外源性基因编码Wood-Ljungdahl途径的多种蛋白。该途径在产乙酸有机体例如热醋穆尔氏菌(Moorella thermoacetica,以前称为 Clostridium thermoaceticum)中是高度活跃的，其中热醋穆尔氏菌自从1942年分离得到就成为解释Wood-Ljungdahl途径的模型有机体(Fontaine 等人,J Bacteriol. 43:701-715 (1942) )。Wood-Ljungdahl 途径包括 2 个分支东向或甲基分支，和西向或羰基分支，前者能将CO2转化成甲基四氢叶酸(Me-THF)，后者能将甲基-THF、C0和辅酶A转化至乙酰辅酶A(参见附图I和2)。正如本文所公开的，本发明提供一种非天然存在的微生物，其表达催化Wood-Ljungdahl途径的两个分支的基因，以及用于生产1，3-丁二醇的基因。该有机体能够将包含C0、C02和/或仏的气体转化至乙酰辅酶A、l，3-丁二醇、细胞量和产物。该有机体还能够以化学当量的最佳产率从碳水化合物生产1，3- 丁二醇。例如，与任一乙酰辅酶A至1，3- 丁二醇途径结合,Wood-Ljungdahl酶能使每11摩尔的葡萄糖产生12摩尔1，3- 丁二醇，这与缺少Wood-Ljungdahl途径酶下可得到Imol 1，3-丁二醇/Imol葡萄糖不同。本发明还提供了一种非天然存在的微生物，其表达这样的基因，所述基因编码催化与MtaABC型甲基转移酶系统相连的Wood-Ljungdahl途径的羰基分支的酶，以及生产1，3- 丁二醇的基因。该有机体能够将甲醇和包含CO、CO2、和/或H2的气体转化至乙酰辅酶A、l，3-丁二醇、细胞量和产物，其中甲醇是来自合成气的相对廉价的有机底物。除气体底物以外，有机体可以单独地利用甲醇或与碳水化合物如葡萄糖组合的甲醇来高产率的生产 1，3-丁二醇。合成气也称为syngas或水煤气，是煤和含碳材料如生物质材料，包括农作物和残 渣气化的主要产物。合成气是主要为H2和CO的混合物，可以从任何有机原料包括但不限于煤、石油、天然气、生物质和废弃有机物质的气化而得到。气化通常在高的燃料对氧气比率下发生。除了大量的H2和CO，合成气还可包括较少量的CO2和其他气体。因此，合成气提供了气态碳如CO和CO2的成本有效来源。正如本文所公开的，气态碳源如包含CO和/或CO2的合成气可以被本发明的非天然存在的微生物利用以生产1，3-丁二醇。尽管本文通常以合成气来举例说明，但可以理解地，任何来源的包含CO和/或CO2的气态碳都可以被本发明的非天然存在的微生物利用。因此，本发明涉及非天然存在的微生物，其能够利用CO和/或CO2作为碳源。Wood-Ljungdahl途径催化CO和H2转化至乙酰辅酶A和其他产物如乙酸。能够利用CO和合成气的有机体通常也能够通过Wood-Ljungdahl途径包含的酶和转化的基本设置来利用CO2和C02/H2的混合物。早在揭露CO也能够被相同的有机体利用并涉及相同的途径之前，微生物的CO2至乙酸的H2依赖转化已得到公认。已经证明，许多产乙酸菌在存在CO2和产物化合物如乙酸的情况下生长，只要存在氢以供应必需的还原当量(例如参见Drake，Acetogenesis, pp. 3_60Chapman 和 Hall, New York, (1994))。这可以用以下的公式概括2C02+4H2+n ADP+n Pi — CH3COOH+2H20+n ATP因此，具有Wood-Ljungdahl途径的非天然存在的微生物也可以利用CO2和H2的混合物用于生产乙酰辅酶A和其他想要产物，例如1，3- 丁二醇。Wood-Ljungdahl途径是现有技术已知的，由可分成两个分支的12个反应组成(I)甲基分支和(2)羰基分支。甲基分支将合成气转化为甲基四氢叶酸(甲基-THF)，而羰基分支将甲基-THF转化为乙酰辅酶A。甲基分支的反应依次被以下酶或蛋白催化铁氧化还原蛋白氧化还原酶、甲酸脱氢酶、甲酰四氢叶酸合成酶、次甲基四氢叶酸酯环化脱水酶、亚甲基四氢叶酸脱氢酶和亚甲基四氢叶酸还原酶。羰基分支的反应依次被以下酶或蛋白催化甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(例如AcsE)、类咕啉铁硫蛋白、镍蛋白装配蛋白(例如AcsF)、铁氧化还原蛋白、乙酰辅酶A合酶、一氧化碳脱氢酶和镍蛋白装配蛋白(例如CooO0根据本文提供的引入足量的编码核酸来产生乙酰辅酶A途径的教导和指导，本领域技术人员可以理解，为了引入至少编码宿主有机体缺少的Wood-Ljungdahl酶或蛋白的基因，也可以进行相同的加工设计。因此，将一个或多个编码核酸引入到本发明的微生物中，这样，改良的有机体包含一个分支或完整的Wood-Ljungdah途径,将赋予合成气利用能力。因此，本发明的非天然存在的微生物可以使用合成气或其他提供CO和/或CO2的气态碳源来生产1，3-丁二醇。关于CO2，其他的来源包括，但不限于，氨和氢工厂里作为副产物的CO2的产生，其中甲烷转化成CO2 ;木材和矿物燃料的燃烧；作为啤酒、威士忌和其他酒精饮料酿造中糖发酵或其他发酵过程的副产物，CO2的产生；在生产石灰CaO过程中石灰石CaCO3的高温分解；作为磷酸钠生产中的副产物的CO2的产生；以及直接来自天然二氧化碳泉，其由石灰石或白云石与酸化水的反应产生。产乙酸菌例如热醋穆尔氏菌、C. Iiungdahlii和C. carboxidivorans可以在许多碳源中生长，其中碳源的范围从己糖到一氧化碳。己糖如葡萄糖首先经Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)糖降解代谢为丙酮酸,其然后经丙酮酸铁氧化还原蛋白氧化还原酶(PFOR)转化为乙酰辅酶A。乙酰辅酶A可用于修建生物质前体，或可转换为乙酸，其经乙酸激酶和磷酸乙酸转移酶产生能量。葡萄糖至乙酸的全部转换、能量和还原当量是
C6H1206+4ADP+4Pi — 2CH3C00H+2C02+4ATP+8 [H]产乙酸菌甚至在葡萄糖至乙酸的转化中得到更多的能量，同时还通过Wood-Ljungdahl途径将释放的CO2进一步转化为乙酸来维持氧化还原反应平衡2C02+8[H]+n ADP+n Pi — CH3C00H+n ATP上述公式中的系数n表示该转化是产生能量的，许多产乙酸菌可以通过Wood-Ljungdahl途径在有CO2的情况下生长，甚至不存在葡萄糖，只要存在氢以供应必需的
还原当量。2C02+4H2+n ADP+n Pi — CH3C00H+2H20+n ATP如附图I所描述的Wood-Ljungdahl途径与Na+或H+离子梯度的建立相偶联，其可以经Na+或H+依赖ATP合酶产生ATP，各自在产乙酸菌中Muller V.能量守恒。Appl EnvironMicrobiol 69:6345-6353(2003)。基于这些已知的转化，产乙酸菌还能够利用CO作为唯一的碳和能量来源。特别地，CO可以被氧化产生还原当量和CO2，或直接同化到乙酰辅酶A中，其随后转化为生物质或乙酸。4C0+2H20 — CH3C00H+2C02但是，当存在足够的氢以满足还原当量的需求量，甚至可以达到更高的乙酸产率。2C0+2H2 — CH3COOH根据图I，经乙酰辅酶的乙酸生产生成I个ATP分子，而从乙酰辅酶A的乙醇生产不生成ATP且需要2个还原当量。因此，可以得出结论，在没有乙酸产生时，从合成气中生产乙醇不会产生足够的能量用于细胞生长。但是，在某些条件下，Clostridium Ijungdahlii主要从合成气中生产乙醇(Klasson等人，Fuel 72. 12:1673-1678 (1993))，这表明一些相结合的途径确实产生足够的能量来支持细胞生长。2C02+6H2 — CH3CH20H+3H206C0+3H20 — CH3CH20H+4C022C0+4H2 — CH3CH20H+H20产氢细菌如深红红螺菌也可以在CO和水转化为氢的过程中产生能量(参见附图I) (Simpma 等人，Critical Reviews in Biotechnology, 26. 1:41-65 (2006))。中心机制是能量转换氢化酶(ECH)和CO脱氢酶的协调活动。CO脱氢酶提供来自CO的电子，然后电子被ECH用于将质子还原成H2,它们的活动与能量产生的质子转为相偶联。最终的结果是通过水煤气变换反应产生的能量。本文公开的用于从合成气中生物合成生产1，3-BD0的方法包含可持续生产实践，其利用可再生原料，降低能量强度和减低温室气体排放。此外，生物基-1，3-BD0的脱水是在小型终端使用的设备中生产丁醇的可再生途径，其中不需要可燃的和活性化学品的运输。如本文所用的，提到本发明的微生物有机体或微生物时使用的术语“非天然存在”意指微生物有机体有至少一个的遗传改变，其在相关物种的天然存在菌株(包括相关物种的野生型菌株)中通常找不到。遗传改变包括，例如，引入编码代谢性多肽的可表达核酸的修饰、其他核酸添加、核酸删除和/或微生物的遗传物质的其他功能破坏。这样的修饰包括，例如，它的编码区域和功能性片段，对于相关物种的异源、同源或既有异源又有同源的多肽。其他修饰包括，例如，非编码调节区域，其中修饰改变基因或操纵子的表达。示例性 的代谢性多肽包括1，3- 丁二醇生物合成途径在内的酶或蛋白。代谢性修饰是指一种生化反应，其改变它的天然存在状态。因此，非天然存在微生物可以具有对其编码代谢性多肽的核酸或功能片段的遗传修饰。本文公开了示例性的代谢性修饰。如本文所用的，提到微生物有机体时使用的术语“分离”意指一个有机体，其至少缺少自然界中找到的相关微生物有机体的一个组分。该术语包括这样的微生物，其删除了自然环境中找到的这种微生物中一些或所有组分。该术语还包括这样的微生物有机体，其删除了非天然存在的环境中找到的这种微生物中一些或所有组分。因此，分离的微生物是部分或完全地与那些在自然界或那些生长、储藏或生存在非天然存在的环境中找到的其他物质相分离。分离的微生物的具体例子包括部分纯的微生物、基本上纯的微生物和培养在非天然存在的培养基中的微生物。如本文所用的，术语“微生物(microbial)”、“微生物有机体(microbialorganism)”或“微生物(microorganism)”意指任何以显微细胞存在的有机体,其包括在古细菌、细菌或真核的范围内。因此，该术语包含具有显微大小的原核或真核细胞或有机体，并且包括细菌、古细菌和真细菌的所有物种，以及真核微生物如酵母和真菌。该术语还包括细胞培养的任何物种，其可以培养用于生物化学品的生产。如本文所用的，术语“CoA”或“辅酶A”意指一种有机辅因子或辅基(酶的非蛋白部分)，它的存在是许多酶(脱辅基酶)的活性所必需的，以形成活化的酶系统。在某些缩合酶中，辅酶A在乙酰或其他酰基转移以及脂肪酸合成和氧化、丙酮酸氧化以及其他乙酰化中发挥作用。如本文所用的，提到培养或生长条件时使用的术语“基本上厌氧”意指液体培养基中的溶解氧的量少于约10%的饱和度。这个术语也包括液体或固体培养的密封室中维持少于约1%氧的大气压。本文所用的“外源”意指相关分子或相关活性引入到宿主微生物中。可以引入分子,例如,将编码核酸引入到宿主遗传物质中，如通过整合到宿主染色体或非染色体遗传物质如质粒中。因此，提到编码核酸的表达时使用的该术语是指编码核酸以可表达形式引入到微生物中。在提到生物合成活性时使用，该术语是指一种引入到宿主相关有机体中的活性。来源可以是，例如，同源或异源的编码核酸，其在被引入到宿主微生物后表达相关活性。因此，术语“内源”是指存在在宿主中的相关分子或活性。类似地，当在提到表达编码核酸时使用时，该术语是指微生物内含的编码核酸的表达。术语“异源”是指分子或活性来自除相关物种以外的来源，而“同源”是指分子或活性来自宿主微生物。相应地，本发明的编码核酸的外源性表达可以利用异源或同源编码核酸的任一个或两者。可以理解地，当微生物中包含超过一个外源核酸时，该超过一个外源核酸是指如上文详述的相关编码核酸或生物合成活性。进一步可以理解地，正如本文所述的，这种超过一个的外源核酸可以在分离核酸分子、多顺反子核酸分子或其结合上被引入到宿主微生物，并仍被认为是超过一个的外源核酸。例如，如本文所描述的，一个微生物可以被加工成表达两个或更多的编码期望途径的酶或蛋白的外源核酸。在两个编码期望活性的外源核酸引入到宿主微生物的情况下，我们可以理解这两个外源核酸可作为单个核酸引入，例如，在一个单个质粒上，或在分离的质粒上，可以整合到宿主染色体的单个位置或多个位置，并仍 被认为是两个外源核酸。类似地，我们可以理解超过两个外源核酸可以任何期望的组合引入到宿主微生物中，例如，在单个质粒上，在分离的质粒上，可整合到宿主染色体的单个位置或多个位置，并仍被认为是超过两个外源核酸，例如三个外源核酸。因此，相关外源核酸或生物合成活性的数量是指编码核酸的数量或生物合成活性的数量，而不是引入到宿主微生物中的分离核酸的数量。本发明的非天然存在的微生物可包括稳定的遗传改变，其是指微生物可培养超过5代而不丢失该改变。通常，稳定的遗传改变包括维持超过10代的修饰，特别地，稳定的修饰可维持超过约25代，更特别地，稳定的遗传修饰可以超过50代，包括无限期。本领域技术人员可以理解，包括本文示例性的代谢修饰的遗传改变的描述是与下列有机体相关，合适的宿主有机体例如大肠杆菌E. coli和它们相关的代谢反应或者作为期望遗传物质如期望代谢途径的基因的合适来源的有机体。但是，由于品种多样的有机体的完整的基因组序列和基因组领域的高水平，本领域技术人员能够很容易把本文所提供的教导和指导应用到基本上所有的其他有机体上。例如，本文示例性的大肠杆菌E. coli代谢改变可以容易地应用到其他物种中，通过掺合来自引用物种以外的物种的相同或相似的编码核酸。这样的遗传改变包括，例如，物种同源性的遗传改变，一般地，以及特别地，同源、旁系或非同源的基因替换。同源体是不同的有机体中以垂直族系(vertical descent)相关联且具有基本上相同或同一功能的基因。例如，因为环氧化物的水解酶的生物学功能，鼠环氧化物水解酶和人环氧化物水解酶可以被认为是同源体。当例如基因共有足量的序列相似性以表明它们是同源的时候，基因以垂直族系相关联；或者基因以进化自共同的祖先相关联。基因也可以被认为是同源，如果它们共享三维结构但不必要序列相似性，有足够的量以表明它们自共同祖先进化至基础序列相似性不同的程度。同源的基因可以编码序列相似性约25%至100%氨基酸序列同一性的蛋白。编码共享氨基酸相似性少于25%的蛋白的基因也可以被认为是由垂直族系产生的，如果它们的三维结构也表现出相似性。酶的丝氨酸蛋白酶家族的成员，包括组织型纤溶酶原激活物和弹性蛋白酶，被认为是由共同祖先的垂直族系产生的。
同源体包括基因或它们编码的基因产物，其经过，例如进化，在结构或全部的活性上已有差异。例如，一个物种编码一种显示两个功能的基因产物且该功能在第二种物种中已经分成不同的基因，那么这3种基因和它们的相关产物被认为是同源体。关于生物化学的产物的生产，本领域技术人员可以理解，选择引入或是破坏含代谢活性的同源基因是为了非天然存在的微生物的构建。同源体显示可分离活性的一个例子是在两个或更多物种之间或在单个物种内，不同的活性已被分成不同的基因产物。一个具体的例子是弹性蛋白酶蛋白酶解和纤维蛋白溶酶原蛋白酶解的分离，丝氨酸蛋白酶的两种类型，成为纤溶酶原激活物和弹性蛋白酶这两种不同的分子。第二个例子是支原体5’ -3’核酸外切酶和果蝇Drosophila DNA聚合酶III活性。来自第一个物种的DNA聚合酶可被认为是来自第二个物种的核酸外切酶或聚合酶中的一个或两者的同源体，反之亦然。相反地，旁系体是这样的同源体，其与例如进化趋异后的复制有关，具有相似或共同但不完全相同的功能。旁系体可以起源于或衍生自例如相同的物种或来自不同的物种。例如，微粒体的环氧化物水解酶(环氧化物水解I)和可溶性环氧化物水解酶(环氧化物水解酶II)可被认为是旁系体，因为它们表示两种不同的酶，共同进化自共同的祖先，它们催化不同的反应并在相同物种中具有不同的功能。旁系体是这样的蛋白，其来自相同物种且 彼此之间具有显著的序列相似性以表明它们是同源，或通过共同进化自共同的祖先而相关联。旁系蛋白家族的成员包括HipA同源体、荧光素酶基因、肽酶和其他。非同源基因替换是来自一种物种的非同源基因能替换为不同物种中的相关功能基因。替换包括，例如，相比于所述不同物种中的相关功能，能够执行基本上相同或相似的功能的起源物种。尽管通常地，非同源基因替换可以鉴别为与编码相关功能的已知基因结构上相关，然而较低的结构相关性但是功能相似的基因及其对应的基因产物将仍落入本文所用的该术语的含义之内。功能相似性要求，例如，在非同源基因产物的活性位点或结合区域上至少一些结构相似性，相比于编码要替换的功能的基因。因此，非同源基因包括，例如，旁系或不相关基因。因此，在鉴别和构建本发明的具有1，3_ 丁二醇生物合成能力的非天然存在的微生物时，本领域技术人员可以理解将本文提供的教导和指导应用于具体的物种，其中代谢修饰的鉴别可包括同源体的确认和包含或失活。就存在于编码催化相似或基本上相似代谢反应的酶的相关微生物中的旁系和/或非同源基因替换而言，本领域技术人员还可以利用这些进化相关基因。同源、旁系和非同源基因替换可以用本领域技术人员已知的方法来测定。例如，两个多肽的核酸或氨基酸序列的检测将显示比较序列之间的序列同一性和相似性。基于这些相似性，本领域技术人员可以确定该相似性是否高到足以表明蛋白是通过进化自共同的祖先而相关联的。本领域技术人员已知的算法，如Align、BLAST、Clustal W和其他比较并测定未加工序列相似性或同一性，还测定序列中间隙的存在或重要性，其可以指定一个比重或得分。这些算法也是本领域已知的，并类似地用于测定核苷酸序列相似性或同一性。测定相关性的足够相似性的参数基于计算统计学相似性的公知方法来计算，或者在随机多肽中找到相似配对的机会，以及测定配对的显著性。如果需要的话，两个或更多序列的计算机比较还可以通过本领域技术人员肉眼来优化。相关基因产物或蛋白可期望具有高相似性，例如，25%至100%的序列同一性。不相关蛋白可以具有这样的同一性，其基本上与被期望偶然发生的一样(约5%)，如果扫描足够大的数据库。5%至24%之间的序列可能或可能不代表足够的同源性来得出比较序列是相关的结论。基于数据库的大小测定这样的配对的显著性的其他统计学分析可以用来测定这些序列的相关性。使用BLAST算法来确定两个或更多序列的相关性的示例性参数，例如，可以如下设置。简而言之，氨基酸序列比对可以用BLASTP版本2. 0.8(1999年I月5日)和以下参数来进行矩阵0 BL0SUM62 ;间隙开放11 ;间隙延伸1 ；x_dropoff :50 ;期望:10. 0 ;字长3;过滤开。核酸序列比对可以用BLASTN版本2. 0.6 (1998年9月16日)和以下参数进行配对1 ;错配-2 ;间隙开放5 ;间隙延伸2 ；x_dropoff :50 ;期望10. 0 ； 11 ;过滤关。本领域技术人员知道可以对上述参数进行哪些修改以增加或减少例如比较的严紧性，以及确定两个或多个序列的相关性。在一些实施方式中，本发明提供具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途径的非天然存在微生物，其包括至少一个编码足量表达以产生1，3-BD0的1，3-BD0途径酶或蛋白的外源性核酸。1，3-BD0途径包括甲醇甲基转移酶(MtaB)、类咕啉蛋白(MtaC)、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)、类咕啉铁-硫 蛋白(AcsD)、镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)、铁氧化还原蛋白(0rf7)、乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脱氢酶(AcsA)、氢化酶(Hyd)、乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)、3_氧代丁醛还原酶(酮还原)、3_羟基丁醛还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)、3_氧代丁醛还原酶(醛还原)、4_羟基，2- 丁酮还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)、3-羟基丁酰辅酶A转移酶、3-羟基丁酰辅酶A水解酶、3-羟基丁酰辅酶A合成酶、3-羟基丁酸脱氢酶、3-羟基丁还原酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酰乙酰辅酶A水解酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶、或乙酰乙酸还原酶。在一些实施方式中，1，3_BD0途径酶是选自以下的一组酶A:1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，13) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和14) 4-羟基，2- 丁酮还原酶；B:l)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB),12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，13) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和14)3-羟基丁醛还原酶；C :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9)—氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，13)3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)，和14) 3-羟基丁醛还原酶；D :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，和13)3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成);E 1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶,11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，和14)4-羟基，2- 丁酮还原酶；F:l)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB),12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸还原酶，14) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和15)3-羟基丁醛还原酶；G 1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，
3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸还原酶，14) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和15) 4-羟基，2-丁酮还原酶；H:1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，
4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9)一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，13) 3-羟基丁酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，14) 3-羟基丁酸还原酶，和15) 3-羟基丁醛还原酶；1 1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13) 3-羟基丁酸脱氢酶，14) 3-羟基丁酸还原酶，和15) 3-羟基丁醛还原酶。非天然存在的微生物可以包括2个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在一些实施方式中，3个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸,在其他实施方式中，4个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，5个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，6个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，7个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，8个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，9个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，10个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，11个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，12个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，13个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，14个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，15个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，还在其他实施方式中。这些至少一个外源核酸的任一个可以是异源核酸，并且可以构建该非天然存在的微生物用于培养在基本上厌氧培养基中。这样的微生物可以使用选自以下的碳原料1)甲醇和C0，2)甲醇、CO2和H2，3 )甲醇、CO、CO2和H2，4)甲醇和包含CO和H2的合成气，5 )甲醇和包含CO、CO2和H2的合成气，6) —种或多种碳水化合物，7)甲醇和一种或多种碳水化合物，和8)甲醇。示例性碳水化合物包括，但不局限于，葡萄糖、蔗糖、木糖、阿拉伯糖和甘油。在一些实施方式中，本发明提供一种非天然存在的微生物，包含具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途径的微生物，所述途径包含至少一个编码足量表达以产生1，3-BD0的1，3-BD0途径酶或蛋白的外源性核酸，所述1，3-BD0途径包含甲酸脱氢酶，甲酰四氢叶酸合成酶，次甲基四氢叶酸酯环水解酶，亚甲基四氢叶酸脱氢酶，亚甲基四氢叶酸还原酶，甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),铁氧化还原蛋白(0rf7),乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), —氧化碳脱氢酶 (AcsA)，氢化酶(Hyd)，乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，3-羟基丁醛还原酶，乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，4-羟基，2- 丁酮还原酶，乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)，3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)，3-羟基丁酰辅酶A转移酶，3-羟基丁酰辅酶A水解酶，3-羟基丁酰辅酶A合成酶，3-羟基丁酸脱氢酶，3-羟基丁酸还原酶，乙酰乙酰辅酶A转移酶，乙酰乙酰辅酶A水解酶，乙酰乙酰辅酶A合成酶，或乙酰乙酸还原酶。在一些实施方式中，1，3_BD0途径酶选自下列酶的一组:A:l)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，15) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和16) 4-羟基，2-丁酮还原酶；B:1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11)一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，15)3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和16)3-羟基丁醛还原酶；C
I)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 9)铁氧化还原蛋白(0rf7),10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，15) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)，和16)3-羟基丁醛还原酶；D 1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶,5)亚甲基四氢叶酸还原酶,6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，12)氢化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，和15) 4-羟基，2- 丁酮还原酶；E : I)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),9)铁氧化还原蛋白(OrfT), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，和15) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)；F 1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯cyclo水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶， 15)乙酰乙酸还原酶，16) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和17) 3-羟基丁醛还原酶；G :1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),9)铁氧化还原蛋白(0rf7),10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸还原酶，16) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和17) 4-羟基，2- 丁酮还原酶；H :1)甲酸脱氢酶，
2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 8)镍-蛋白装配蛋白(Acs&CooC),9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，15) 3-羟基丁酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，16) 3-羟基丁酸还原酶，和17) 3-羟基丁醛还原酶；1 1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，15) 3-羟基丁酸脱氢酶，16) 3-羟基丁酸还原酶，和17) 3-羟基丁醛还原酶。非天然存在的微生物可包括2个各自编码一个1，3-BD0途径的外源核酸，在一些实施方式中，3个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，4个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，5个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，6个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，7个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，8个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，9个各自编码一个1，3-BD0途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，10个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，11个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，12个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，13个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，14个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，15个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，16个各自编码一个1，3-BDO途径酶的外源核酸，在其他实施方式中，和17个外源核酸，还在其他实施方案中。这些至少一个外源核酸的任一个可以是异源核酸，并且可以构建该非天然存在的微生物用于培养在基本上厌氧培养基中。这样的微生物可以使用选自以下的碳原料l)CO，2)CO2和H2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成气，5)包含CO、CO2和H2的合成气，6) —种或多种碳水化合物。示例性碳水化合物包括，但不局限于，葡萄糖、蔗糖、木糖、阿拉伯糖和甘油。在一个其他的实施方式中，本发明提供具有1，3_ 丁二醇途径的非天然存在的微 生物，其中非天然存在的微生物包含至少一个编码酶或蛋白的外源性核酸，其将底物转化成产物，该转化选自以下二氧化碳到FOR，FOR到10FTHF，10FTHF至METHF，METHF至MLTHF，MLTHF 至 5MTHF，甲醇至 CH3-MtaC, CH3-MtaC 至 5MTHF，5MTHF 至 CFeSp-CH3, CFeSp-CH3 至乙酰辅酶A，乙酰辅酶A至乙酰乙酰辅酶A，乙酰乙酰辅酶A至3-羟基丁基辅酶A，3-羟基丁基辅酶A至3-羟基丁醛，3-羟基丁醛至1，3-BD0, 3-羟基丁基辅酶A至1，3-BD0,乙酰乙酰辅酶A至4-轻基-2- 丁酮，乙酰乙酰辅酶A至3-氧丁醒(3-oxobutryaldehyde), 3_氧丁醛至4-羟基-2- 丁酮，4-羟基-2- 丁酮至1，3-BD0, 3-氧丁醛至3-羟基丁醛，乙酰乙酰辅酶A至乙酰乙酸，乙酰乙酸至3-氧代丁醛，乙酰乙酸至3-羟基丁酸，3-羟基丁酰辅酶A至3-羟基丁酸，和3-羟基丁酸至3-羟基丁醛。本领域技术人员可以理解，这些仅仅是示例，且基于本文的教导，本文公开的任何适合生产想要产物的底物-产物对和可用于将底物转化为产物的恰当的活性可以容易地被本领域技术人员所确定。因此，本发明提供包含至少一个编码酶或蛋白的外源性核酸的非天然存在的微生物，其中酶或蛋白转化底物和1，3_ 丁二醇途径的产物，例如附图4和5显示的那些。当本文通常描述为包含1，3- 丁二醇途径的微生物时，可以理解地，本发明还提供包含至少一个外源性核酸的非天然存在的微生物，所述外源性核酸编码足量表达以产生1，3-丁二醇途径的中间产物的1，3-丁二醇途径酶或蛋白。例如，如本文所公开的，I, 3-丁二醇途径示例在附图4和5。因此，除了包含产生1，3- 丁二醇的1，3- 丁二醇途径的微生物夕卜，本发明还提供包含至少一个编码1，3-丁二醇途径酶的外源核酸的非天然存在的微生物，其中微生物产生1，3- 丁二醇途径中间产物，例如，乙酰辅酶A，乙酰乙酰辅酶A，乙酰乙酸，3-羟基丁基辅酶A，3-羟基丁酸，3-氧代丁醛，4-羟基-2- 丁酮，和3-羟基丁醛。可以理解地，本文公开的任一途径，如实施例和示例性附图中的描述的，包括附图4和5的途径，可以用于产生非天然存在的微生物，其生产任何途径的中间产物或产物，按照期望的。如本文公开的,这样的生产中间产物的微生物可以与其他表达下游途径酶生产想要产物的微生物结合使用。但是，可以理解地，生产1，3-丁二醇途径中间产物的非天然存在的微生物可以用于生产中间产物作为期望的产物。因此，本发明的非天然存在的有机体可以用于生产，例如，乙酰乙酸，3-羟基丁酸，3-氧代丁醛，3-羟基丁醛，或4-羟基-2- 丁酮。因此，这些中间产物的任何一个可以利用附图4和5所示的途径在分离的有机体中产生。在一些实施方式中，本文描述的非天然存在的有机体具有如附图4所示的3个能力1)功能性甲基转移酶系统，提供从甲醇和THF中生产5-甲基-四氢叶酸(Me-THF)，2)结合CO、辅酶A和Me-THF的甲基以形成乙酰辅酶A的能力，和3)从乙酰辅酶A合成1，3- 丁二醇的能力。后者可以通过碳水化合物经糖酵解产生丙酮酸而得到促进。糖酵解是一个厌氧代谢途径，其可在所有活的有机体细胞的细胞质中找到。这个过程将一分子葡萄糖转化为2分子丙酮酸，同时提供2个净分子ATP 葡萄糖+2NAD++2PJ2ADP — 2 丙酮酸 +2NADH+2ATP+2H++2H2O这种非天然存在的有机体可以“固定(fix)”外源性CO和/或CO2和甲醇的碳以 合成乙酰辅酶A、细胞量和产物。值得注意的是,相比于利用全部的Wood-Ljungdahl途径，执行从甲醇和合成气形成乙酰辅酶A的途径是能量有利的。例如，合成气到乙酸的直接转化是能量中立过程(参见附图I和2)。特别地，由甲酰基-THF合酶形成甲酰基-THF的过程中消耗一个ATP分子，而经乙酸激酶生产乙酸的过程产生I个ATP分子。本文公开的途径围绕着ATP消耗，通过保证甲基分支产物甲基-THF的甲基是从甲醇而不是CO2中得到。这保证了乙酸形成有正ATP产率，其可以帮助支持细胞生长和维持。被加工成具有这些能力并具有(糖)回补(anapleurosis)能力的宿主微生物(例如大肠杆菌)在存在合适的外部电子受体如硝酸的情况下可以在甲醇和合成气生产的乙酰辅酶A中生长。电子受体用于接受来自经琥珀酸脱氢酶形成的还原醌的电子。添加外部电子受体的另一个好处是，用于细胞生长、维持和产物形成的额外能量可由乙酰辅酶A的呼吸来产生。在一些实施方式中，另一个非天然存在的微生物具有丙酮酸铁氧还原蛋白氧化还原酶(PFOR)或其他促进丙酮酸转化到乙酰辅酶A的酶或反之亦然进入菌株以促进生物量母体的合成，在缺少外部电子受体的情况下。该非天然存在的有机体的另一特征是从分子氢中提取还原当量的能力。这能使还原产物例如乙醇、丁醇、异丁醇、异丙醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、琥珀酸、富马酸、马来酸、4-羟丁酸、3-羟丙酸、乳酸、己二酸、甲基丙烯酸和丙烯酸具有高的产率。本发明描述的有机体可以从下列物质中生产乙酰辅酶A、细胞量和目标化学制品，更特定地是1，3-BD0，所述物质是1)甲醇和CO，2)甲醇、CO2和H2, 3)甲醇、C0、C02和H2,4)甲醇和包含CO和仏的合成气，5)甲醇和包含C0、C02和仏的合成气，6)—种或多种碳水化合物，7)甲醇和一种或多种碳水化合物，和8)甲醇。示例性的碳水化合物包括，但不限于，葡萄糖、蔗糖、木糖、阿拉伯糖和甘油。成功地将这些途径加工到一个有机体中包含鉴别一组恰当的酶，克隆它们的相应的基因到生产宿主，优化这些基因的稳定性和表达，优化发酵条件，以及分析发酵后的产物形成。下面描述了催化途径的各步骤的许多酶，所述途径使用合成气和甲醇转化成乙酰辅酶A，以及进一步转化成至1，3-丁二醇。为了加工生产宿主用于合成气和甲醇的利用，一个或多个编码这些途径的酶的外源DNA序列可以在微生物中表达。如附图4所示的外来宿主中的改良的Wood-Ljungdahl途径的表达包含引入一组甲基转移酶来利用甲醇提供的碳和氢以及CO和/或CO2提供的碳。名称为MtaA、MtaB和MtaC的这3个甲基转移酶蛋白的复合体执行期望的甲醇甲基转移酶活性(Sauer等人，Eur.J. Biochem.243. 3:670-677(1997) ;Naidu 和 Ragsdale，J. Bacteriol. 183. 11:3276-3281 (2001) ；Tallant 和 Krzycki,J. Biol. Chem. 276. 6:4485-4493(2001) ；Tallant 和 Krzycki,J.Bacteriol. 179. 22:6902-6911(1997) ；Tallant 和 Krzycki, J.Bacteriol. 178. 5:1295-130I (1996) ；Ragsdale, S. ff.，Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 39. 3:165-195 (2004))。MtaB是一种锌蛋白，其催化甲基从甲醇转移到MtaC，一种类咕啉蛋白。编码MtaB和MtaC的示例性基因可以在产甲烷古细菌例如巴氏甲烷八叠球菌(Methanosarcinabarkeri) (Maeder 等人，J. Bacteriol. 188. 22:7922-7931 (2006))和醋酸甲烷八叠球菌(Methanosarcina acetivorans) (Galagan 等人，Genome Res. 12/4:532-542 (2002))以及产乙酸菌热醋穆尔氏菌(Das等人，Proteins 67. 1:167-176 (2007))中找到。通常地MtaB和MtaC基因在染色体上彼此靠近，因为它们的活性是紧密地相互依赖。在巴氏甲烷八叠球菌、醋酸甲烷八叠球菌和热醋穆尔氏菌中的各种MtaB和MtaC的编码基因的蛋白序列可以通过它们下列的GenBank登记号来鉴定
蛋白~ GenBank ID GI号有机体
MtaBl YP—304299 73668284 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaCl YP—304298 73668283 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaB2 YP—307082 73671067 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaC2 YP—307081 73671066 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaB3 YP—304612 73668597 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaC3 YP—304611 73668596 巴氏甲烷八叠球菌~
MtaBl NP—615421 20089346 醋酸甲烷八叠球菌~
MtaBl NP—615422 20089347 醋酸甲烷八叠球菌~
MtaB2 NP—619254 20093179 醋酸甲烷八叠球菌~
MtaC2 NP—619253 20093178 醋酸甲烷八叠球菌~
MtaB3 NP—616549 20090474 醋酸甲烷八叠球菌~
MtaC3 NP—616550 20090475 醋酸甲烷八叠球菌~
权利要求
1.一种非天然存在的微生物有机体，包含具有1，3- 丁二醇(1，3-BD0)途径的微生物有机体，该途径包含至少一个外源性核酸，该外源性核酸编码足量表达以产生1，3-BD0的I,3-BD0途径酶或蛋白，所述1，3-BD0途径包含甲酸脱氢酶、甲酰四氢叶酸合成酶、次甲基四氢叶酸酯环水解酶、亚甲基四氢叶酸脱氢酶、亚甲基四氢叶酸还原酶、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(Ac sE)、类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)、镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)、铁氧化还原蛋白(0rf7)、乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脱氢酶(AcsA)、氢化酶(Hyd),乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)、3_氧代丁醛还原酶(酮还原)、3-羟基丁醛还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)、3-氧代丁醛还原酶(醛还原)、4_羟基，2- 丁酮还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)、3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)、3_羟基丁酰辅酶A转移酶、3-羟基丁酰辅酶A水解酶、3-羟基丁酰辅酶A合成酶、3-羟基丁酸脱氢酶、3-羟基丁酸还原酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酰乙酰辅酶A水解酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶或乙酰乙酸还原酶； 其中所述1，3-BD0途径酶选自下列的一组酶:A :1) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成),2)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脱氢酶，4)甲酰四氢叶酸合成酶，5)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，6)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，7)亚甲基四氢叶酸还原酶，8)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，9)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，10)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 11)铁氧化还原蛋白(0rf7)，12) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，13)氢化酶(Hyd)，14)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，15)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，和16) 3-羟基丁醛还原酶:1)3-羟基丁酸还原酶，2)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脱氢酶,4)甲酰四氢叶酸合成酶，5)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，6)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，7)亚甲基四氢叶酸还原酶，8)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，9)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 10)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 11)铁氧化还原蛋白(0rf7), 12) 一氧化碳脱氢酶(八(^)，13)氢化酶(取(1)，14)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，15)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，16)3_羟基丁酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，和17)3-羟基丁醛还原酶；C 1)3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)，2)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脱氢酶，4)甲酰四氢叶酸合成酶，5)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，6)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，7)亚甲基四氢叶酸还原酶，8)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，9)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 10)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 11)铁氧化还原蛋白(OrfT), 12) 一氧化碳脱氢酶(八(^)，13)氢化酶(取(1)，14)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，和15)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，D:l)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶,5)亚甲基四氢叶酸还原酶,6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(Ac SE )，7 )类咕啉铁-硫蛋白(Ac sD )，8 )镍-蛋白装配蛋白(Ac sF&CooC )，9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11)一氧化碳脱氢酶(AcsA),12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，15)3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和16)4-羟基，2- 丁酮还原酶；E :1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，15) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和16)3-羟基丁醛还原酶；F 1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶,5)亚甲基四氢叶酸还原酶,6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，12)氢化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，和15) 4-羟基，2- 丁酮还原酶；G : I)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),9)铁氧化还原蛋白(0rf7), 10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脱氢酶(AcsA), 12)氢化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸还原酶，16) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和17) 3-羟基丁醛还原酶；H:1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶， 3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6) 甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11)一氧化碳脱氢酶(AcsA)，12)氢化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸还原酶，16) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和17) 4-羟基，2-丁酮还原酶；以及I :1)甲酸脱氢酶，2)甲酰四氢叶酸合成酶，3)次甲基四氢叶酸酯环水解酶，4)亚甲基四氢叶酸脱氢酶，5)亚甲基四氢叶酸还原酶，6)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，7)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，8)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，9)铁氧化还原蛋白(0rf7)，10)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脱氢酶(八(^)，12)氢化酶(取(1)，13)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，15)3-羟基丁酸脱氢酶，16)3-羟基丁酸还原酶，和17)3-羟基丁醛还原酶。
2.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含两个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
3.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含3个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
4.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含4个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
5.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含5个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
6.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含6个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
7.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含7个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
8.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含8个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
9.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含9个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
10.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含10个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
11.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含11个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
12.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含12个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
13.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含13个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
14.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含14个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
15.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含15个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
16.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含16个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
17.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含17个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
18.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述的至少一个外源性核酸是异源性核酸。
19.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述的非天然存在的微生物有机体是在基本上缺氧的培养基中。
20.权利要求I所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述的微生物有机体使用碳原料，该碳原料选自I) CO，2) COdPH2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成气，5)包含CO、CO2和H2的合成气，和6) —种或多种碳水化合物。
21.一种生产1，3-BD0的方法，包括权利要求I的非天然存在的微生物有机体在一定条件下培养充足的一段时间以生产1，3-BD0。
22.权利要求21所述的方法，其中所述的非天然存在的微生物有机体是在基本上缺氧的培养基中。
23.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含两个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
24.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含3个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
25.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含4个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
26.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含5个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
27.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含6个外源性核酸，该外源性核酸各自编码I，3-BDO途径酶。
28.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含7个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
29.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含8个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
30.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含9个外源性核酸，该外源性核酸各自编码l，3-BDO途径酶。
31.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含10个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
32.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含11个外源性核酸,该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
33.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含12个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
34.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含13个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
35.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含14个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
36.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含15个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
37.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含16个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
38.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体包含17个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
39.权利要求21所述的方法，其中所述至少一个外源性核酸是异源性核酸。
40.权利要求21所述的方法，其中所述微生物有机体使用碳原料，该碳原料选自l)CO，2)CO2和H2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成气，5)包含CO、CO2和H2的合成气，和6) 一种或多种碳水化合物。
41.一种非天然存在的微生物有机体，包含具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途径的微生物有机体，该途径包含至少一个外源性核酸，该外源性核酸编码足量表达以产生1，3-BD0的1，3-BD0途径酶或蛋白，所述1，3-BD0途径包含甲醇甲基转移酶(MtaB)、类咕啉蛋白(MtaC),甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)、甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)、类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)、镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)、铁氧化还原蛋白(0rf7)、乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脱氢酶(AcsA)、氢化酶(Hyd)、乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)、3_氧代丁醛还原酶(酮还原)、3_羟基丁醛还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)、3_氧代丁醛还原酶(醛还原)、4_羟基、2- 丁酮还原酶、乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)、3_羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)、3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醇形成)、3-羟基丁酰辅酶A转移酶、3-羟基丁酰辅酶A水解酶、3-羟基丁酰辅酶A合成酶、3-羟基丁酸脱氢酶、3-羟基丁酸还原酶、乙酰乙酰辅酶A转移酶、乙酰乙酰辅酶A水解酶、乙酰乙酰辅酶A合成酶或乙酰乙酸还原酶。
42.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述1，3-BD0途径酶是选自下列的一组酶A:1)甲醇甲基转移酶(1^&8)，2)类咕啉蛋白(1^&0，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶,11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，13) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和14) 4-羟基，2-丁酮还原酶；B 1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醛形成)，13)3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和14)3-羟基丁醛还原酶；C :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC),7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9)一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，13) 3-羟基丁酰辅酶A还原酶(醛形成)，和14) 3-羟基丁醛还原酶；D :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD),6)镍-蛋白装配蛋白(Ac sF&CooC )，7 )铁氧化还原蛋白(Or f 7 )，8 )乙酰辅酶A合酶(Ac sB&AcsC )，9 )一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，和13)3-羟基丁酰辅酶々还原酶(醇形成)出1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(辅酶A依赖，醇形成)，和13) 4-羟基，2-丁酮还原酶；F 1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸还原酶，14) 3-氧代丁醛还原酶(酮还原)，和15) 3-羟基丁醛还原酶；G:1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD)，6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸还原酶，14) 3-氧代丁醛还原酶(醛还原)，和15) 4-羟基，2-丁酮还原酶；H :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE)，5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC), 7)铁氧化还原蛋白(0rf7),8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC), 9)—氧化碳脱氢酶(AcsA), 10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A还原酶(酮还原)，13) 3-羟基丁酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，14)3-羟基丁酸还原酶，和15)3-羟基丁醛还原酶；I :1)甲醇甲基转移酶(MtaB)，2)类咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(MtaA)，4)甲基四氢叶酸类咕啉蛋白甲基转移酶(AcsE), 5)类咕啉铁-硫蛋白(AcsD), 6)镍-蛋白装配蛋白(AcsF&CooC)，7)铁氧化还原蛋白(0rf7)，8)乙酰辅酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脱氢酶(AcsA)，10)氢化酶，11)乙酰乙酰辅酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰辅酶A转移酶、水解酶或合成酶，13)3-羟基丁酸脱氢酶，14)3-羟基丁酸还原酶，和15)3-羟基丁醛还 原酶。
43.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含两个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
44.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含3个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
45.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含4个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
46.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含5个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
47.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含6个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
48.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含7个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
49.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含8个 外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
50.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含9个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
51.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含10个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
52.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含11个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
53.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含12个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
54.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含13个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
55.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含14个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
56.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体包含15个 外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
57.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述至少一个外源性核酸是异源性核酸。
58.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述非天然存在的微生物有机体是在基本上缺氧的培养基中。
59.权利要求41所述的非天然存在的微生物有机体，其中所述微生物有机体使用碳原料，该碳原料选自I)甲醇和C0，2)甲醇、0)2和112，3)甲醇、0)、0)2和112，4)甲醇和包含CO和H2的合成气，5)甲醇和包含CO、CO2和H2的合成气，和6) —种或多种碳水化合物，7)甲醇和一种或多种碳水化合物，和8)甲醇。
60.—种生产1，3-BD0的方法，包含权利要求41或42所述的非天然存在的微生物有机体在一定条件下培养充足的一段时间以生产1，3-BD0。
61.权利要求60所述的方法，其中所述的非天然存在的微生物有机体是在基本上缺氧的培养基中。
62.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含两个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
63.权利要求60所述的方法,其中所述微生物有机体包含3个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
64.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含4个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
65.权利要求60所述的方法,其中所述微生物有机体包含5个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
66.权利要求60所述的方法,其中所述微生物有机体包含6个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
67.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含7个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
68.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含8个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
69.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含9个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
70.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含10个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
71.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含11个外源性核酸,该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
72.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含12个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
73.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含13个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
74.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含14个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
75.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含15个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BD0途径酶。
76.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含16个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
77.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体包含17个外源性核酸，该外源性核酸各自编码1，3-BDO途径酶。
78.权利要求60所述的方法，其中所述至少一个外源性核酸是异源性核酸。
79.权利要求60所述的方法，其中所述微生物有机体使用碳原料，该碳原料选自I)甲醇和CO，2)甲醇、CO2和H2, 3)甲醇、C0、C02和H2,4)甲醇和包含CC^PH2的合成气，5)甲醇和包含CO、CO2和H2的合成气,和6) —种或多种碳水化合物,7)甲醇和一种或多种碳水化合物，和8)甲醇。
全文摘要
一种具有1,3-丁二醇(1,3-BDO)途径的非天然存在的微生物有机体，包括至少一个外源性核酸，所述外源性核酸编码足量表达以生产1,3-BDO的1,3-BDO途径酶或蛋白。一种用于生产1,3-BDO的方法，其包括该非天然存在的微生物在一定条件下培养充足的一段时间以生产1,3-BDO。
文档编号C12P7/52GK102753698SQ201080063593
公开日2012年10月24日 申请日期2010年11月19日 优先权日2009年12月10日
发明者A·P·博加德, M·J·伯克, 普里蒂·法克雅 申请人:基因组股份公司