在联合生物加工生物体中生产丙醇、醇和多元醇的制作方法

专利名称：在联合生物加工生物体中生产丙醇、醇和多元醇的制作方法
在联合生物加工生物体中生产丙醇、醇和多元醇发明背景发明领域联合生物加工(CBP)实质上描述了这样的操作模式，其中生物催化剂产生酶，其可将不昂贵的纤维素分解成为有用的糖，然后在単一的容器中同时将它们发酵成为附加价值的产物。降低了单元过程数目的CBP显著降低了与纤维素生物燃料生产相关的操作和资本花费。此外，CBP过程降低或消除了对于外部添加的昂贵纤维素酶的需求。见Lynd 等人“Microbial cellulose utilization !Fundamentals and biotecnnology，，，Microbiology and Molecular Biology Reviews 66(3) :506-577(2002) ；Lynd 等人，“Consolidated bioprocessing of cellulosic biomass An update," Current Opinionin Biotechnology 16(5) :577-583(2005) ； " Breaking the Biological Barriers toCellulosic Ethanol A Joint Research Agenda," December 2005，Rockviile，Ma;rylandPublication Date June 2006 ;D0E/SC_0095。CBP被广泛地认为是“终极低花费的纤维素水解和发酵配置”DOE/USA Joint Research Agenda(见 D0E/SC-0095 Joint ResearchAgenda)。对于植物生物质(例如木质纤维生物质)，CBP也减少了依赖石化原料来生产可发酵的、有附加价值的产物(例如丙醇、醇和多元醇)的需求。在植物生物质的形式中，木质纤维生物质(“生物质”)特别适于生产可发酵的、有附加价值的产物，因为其大規模的可获得性、低花费和环境良性的生产。阻碍生物质原料加エ的主要障碍是一般性的缺少低花费的技术用于克服这些材料对于转化成为有用的产物的抵抗性。木质纤维生物质含有可被转化成为丙醇、醇和多元醇的碳水化合物级分(例如纤维素和半纤维素)。为了转化这些级分，纤维素和半纤维素必须最终被转化或水解成为单糖，历史上被发现有问题的正是水解。木质纤维素原料抗拒水解以及随后糖的释放。浓缩酸预处理可释放糖，伴随相关地失去一些戊糖或己糖。然而，使用浓缩酸的更大问题是与这些预处理相关的额外的资本花费。资本花费的含义包括使用昂贵的构建材料、操作腐蚀性化学品和处理对环境的影响。事实上，木质纤维素预处理领域的ー些知名学者已评论了虽然浓缩的矿物酸是有效的，当相对于所产生的糖的价值衡量时，它们太过昂贵而不实用。Mosier等人，(2005),Bioresource Technology 96，673-686。最近，ー些公司作出了这样的技术声明他们显示了实验室规模的浓缩酸再循环作为减少与使用浓缩酸预处理相关的花费的手段。关于这种再循环技术的ー篇最近的文章澄清了他们只能够再循环所添加的酸的42%并且重申这种技术将仅在2010年下半年在试验性设备中被测试。Technology Review, Wednesday, June 10, 2009 (可在 http://www.technologyreview. com/energy/22774/获得)。此外,此文章中包括エ业专家反对使用浓缩的HCl来进行预处理的警告，因为エ厂将需要昂贵的构建材料。CBP提供了由生物质生产可发酵糖的可行的备选方案。涉及酶促或微生物水解的CBP生物质加工方案通常涉及四种生物学上介导的转化(I)产生糖分解性酶(纤维素酶和半纤维素酶)；(2)将经预处理的生物质中存在的碳水化合物组分水解为糖；(3)己糖(例如葡萄糖、甘露糖和半乳糖)的发酵；以及(4)戊糖(例如木糖和阿拉伯糖)的发酵。在CBP中，这四种转化在ー个步骤中发生，CBP与其它较少高度整合的配置的区别在于其不涉及用于纤维素酶和/或半纤维素酶生产的专门的方法步骤。因此，与以专门 的纤维素酶生产为特征的方法相比，CBP提供了花费更低和效率更高的潜在可能。这些益处一部分是由下述产生的所避免的资本花费，底物和其它原材料，以及与纤维素酶生产相关的应用。此外，数个因素支持着实现更高的水解率，以及因而使用CBP的減少的反应器体积和资本投入，所述因素包括酶-微生物协同作用和使用嗜热生物体和/或复合的纤维素酶系统。此外，纤维素-附着的纤维素分解性微生物有可能成功地与非附着的微生物(例如污染物)竞争纤维素水解的产物，这能够増加基于微生物的纤维素利用的エ业方法的稳定性。通过两种策略取得开发能够进行CBP的微生物方面的进展工程化天然存在的纤维素分解性微生物以改善与产物相关的特性，例如产率和滴度；以及工程化显示出高产物产率和滴度的非-纤维素分解性生物体以表达能够利用纤维素和半纤维素的异源性纤维素酶和半纤维素酶系统。许多细菌具有通过糖酵解过程将简单己糖发酵成为酸性和pH-中性产物的混合物的能力。糖酵解通路是丰富的并且包括一系列酶促步骤，其中六碳葡萄糖分子通过多个中间产物而被分解成为两个分子的三碳化合物ニ羟丙酮磷酸和酸甘油醛3-磷酸。此过程引起ATP (生物学能量供应)和经还原的辅因子NADH的净生成。可利用CBP生物体的代谢机制而由这些三碳化合物制出许多下游的附加价值的产物，这包括例如丙醇、醇和多元醇。エ业化学品(例如丙醇、醇和多元醇)传统上源自石化原料。然而，由石化原料生产此类化学品有其问题，其中尤其是使用经受价格波动和严格调控的非可再生的资源。因此，本领域存在对于由允许大規模可获得性、低花费和有利于环境的生产(这些均为CBP的优势)的资源产生丙醇、醇和多元醇的需求。特别地，存在对于经工程化的生物体作为CBP系统的一部分的需求,所述经工程化的生物体能够将生物质转化成为丙醇、醇和多元醇。发明简述本发明提供了在联合生物加工系统(CBP)中引起丙醇，醇或多元醇形成的新的代谢通路，其中木质纤维生物质被有效地转化为此类产物。本发明因此提供了重组的微生物，其中所述微生物表达ー种或多种天然的和/或异源的酶；其中所述ー种或多种酶在ー个或多个工程化的代谢通路中起作用以实现(I)将碳水化合物源转化为1，2-丙ニ醇,异丙醇(isopropropanol),こ醇和/或甘油；⑵将碳水化合物源转化为正丙醇和异丙醇；(3)将碳水化合物源转化成为异丙醇和甲醇；或(4)将碳水化合物源转化成为丙ニ醇和丙酮。在图1-5和7中概述了本发明的工程化的代谢通路。在沿所述通路的各种步骤中起作用的酶显示在表2-5中。利用了本发明的工程化的代谢通路来实现在细菌和酵母中的产物的高理论产率，所述产物特别是1，2_丙ニ醇、异丙醇、正丙醇和甲醇。


图I显示了用于在细菌和酵母CBP平台中生产混合醇的理论代谢通路的图示。酵母特异性的分支通路由深灰色框中的EC编号显示。细菌特异性的分支通路由浅灰色框中的EC编号显不。图2显示了用于在细菌CBP平台中生产正丙醇和异丙醇的理论代谢通路的图示。图3显示了用于在细菌CBP平台中生产异丙醇和甲醇的理论代谢通路的图示。图4显示了用于在细菌和酵母CBP平台中厌氧生产丙ニ醇和丙酮的理论代谢通路的图示。酵母特异性的分支通路由深灰色框中的EC编号显示。细菌特异性的分支通路由浅灰色框中的EC编号显示。图5显示了用于在酵母CBP平台中好氧生产丙ニ醇的理论代谢通路的图示。图6显示了解糖热厌氧杆菌(T. saccharolyticum)中丙ニ醇利用(pdu)基因组织结构的图示。图7显示了用于在细菌和酵母CBP平台中生产正丙醇和异丙醇的理论代谢通路的图示。发明详述代谢通路工程化许多细菌具有通过糖酵解过程而将简单己糖发酵成为酸性和pH中性产物的混合物的能力。糖酵解通路是丰富的并且包括一系列酶促步骤，其中六碳葡萄糖分子通过多个中间产物而被分解成为两个分子的三碳化合物丙酮酸。此过程引起ATP (生物学能量供应)和经还原的辅因子NADH的净生成。丙酮酸是代谢的重要中间化合物。例如，在好氧条件下，丙酮酸可被氧化成为こ酰辅酶A(acetyl CoA)，其然后进入三羧酸循环(TCA)，转而产生合成的前体、C02和经还原的辅因子。然后，所述辅因子通过经由一系列酶促步骤向氧提供氢等价物而被氧化，这引起水和ATP的形成。这种能量形成的过程已知为氧化磷酸化。在厌氧条件下(没有可获得的氧)，发生发酵，其中有机化合物的降解产物作为氢供体和受体。来自糖酵解的过量NADH在涉及将有机底物还原为产物(例如乳酸和こ醇)的反应中被氧化。此外，在已知为底物水平磷酸化的过程中，由有机酸(例如乳酸)的生产产生了 ATP。因此，糖酵解和丙酮酸代谢的发酵产物包括各种有机酸、醇和C02。大多数兼性厌氧菌通过丙酮酸脱氢酶(TOH)和三羧酸循环(TCA)厌氧地代谢丙酮酸。在厌氧条件下，用于丙酮酸代谢的主要能量通路是通过丙酮酸-甲酸-裂解酶(PFL)通路以提供甲酸和こ酰辅酶A。然后こ酰辅酶A通过磷酸こ酸转移酶(PTA)和こ酸激酶(ACK)被转化为こ酸，伴随共产生ATP ;或者こ酰辅酶A通过こ醛脱氢酶(AcDH)和醇脱氢酶(ADH)被还原为こ醇。为了保持还原性等价物的平衡，由糖酵解产生的过量NADH在丙酮酸被还原为乳酸的过程中被乳酸脱氢酶(LDH)重新氧化为NAD+。在こ酰辅酶A被还原为こ醇的过程中，NADH也可被AcDH和ADH重新氧化，但是这在具有有功能的LDH的细胞中是次要反应。产こ醇的生物体(包括酵母，例如酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae))能够进行第二种类型的厌氧发酵，这通常被称作醇发酵，其中丙酮酸被丙酮酸脱羧酶(roc)代 谢为こ醛和C02。然后，こ醛被ADH还原为こ醇，再生出NAD+。醇发酵导致将ー个葡萄糖分子代谢为两个こ醇分子和两个CO2分子。本发明涉及修饰细菌和酵母中的传统糖酵解通路，如上文所述，以工程化能够生成或増加某些产物的产率的新代谢通路，所述产物否则不能被天然的生物体生成。此类产物包括正丙醇或异丙醇，以及醇、丙ニ醇、乙醇和甘油。在具体实施方案中，本发明涉及在CBP酵母和細菌平台中生产混合醇。在其它实施方案中，本发明涉及在CBP細菌平台中生产正丙醇和异丙醇。在其它的实施方案中，本发明涉及在CBP細菌平台中生产异丙醇和甲醇。在某些其它实施方案中，本发明涉及在CBP酵母或細菌平台中生产丙ニ醇。在其它实施方案中，丙ニ醇可在エ业应用中被直接利用或者被浓缩为丙烯或通过基于化学或微生物的生物催化被转化为丙醇。本发明涉及工程化各种微生物(包括細菌和酵母)中的此类备选的代谢通路。如本申请中所使用的，术语“微生物”是指显微大小或亚显微大小的生物体，其仅能借助显微镜被看到并且通常仅由单个细胞組成。微生物包括細菌、原生动物以及某些藻类和真菌。
在某些实施方案中，细菌微生物是下列属的菌种热厌氧杆菌属(Thermoanaerobacterium)、 Xナ热伏氧杆菌 j禹(Thermoanaerobacter)、梭菌ノ禹(Clostridium)、土芽抱杆菌属(Geobacillus)、糖球菌属(Saccharococcus)、类芽抱杆菌属(Paenibacillus)、芽抱杆菌属(Bacillus)、热解纤维素菌属(Caldicellulosiruptor)、Anaerocellum或厌氧芽孢杆菌属(Anoxybacillus)。在某些实施方案中，所述微生物是选自下列的細菌热产硫磺热厌氧杆菌(Thermoanaerobacteriumthermosul f ur i genes)、嗜热伏氧不十囷(Thermoanaerobacterium aotearoense ノ、角早多糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium po lysaccharo Iyti cum)、玉蜀黍热厌氧杆M (Thermoanaerobacterium zeae)、角军木聚糖热伏氧杆菌(TnermoanaerooacteriumxyianoIyticum)、角军糖過厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharolyticum)、布氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobium brockii)、热解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacteriumthermo saccharoIyti cum)、热硫化氧热伏氧杆菌(Thermoanaerobacterthermohydrosu丄士'uricus)、广乙酉享热厌氧不十囷(Thermoanaerobacter ethanol icus)、布氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter brocki)、热纤维素梭菌(Clostridiumthermocellumノ、角军纤 维梭菌(Clostridium cellulolyticum)、Clostridiumphytofermentans、Clostridium straminosolvens、热葡糖苷酶地芽抱杆菌(Geobacillusthermoglucosidasius)、嗜热月旨肪地芽抱杆囷(Geobacillus stearothermophilus)、^accharococcus caldoxylosilyticus、嗜热糖球囷(^accharoccus tnermophilus)、坎皮纳斯类芽抱杆菌(Paenibacillus campinasensis)、黄热芽抱杆菌(BacillusIlavothermus)、Anoxybaci I Ius KamchatkensIs、Anoxybaci I Ius gonensis、Caldicellulosiruptor acetigenus、角早糖热角军纤维素菌(Caldicellulosiruptorsaccharoiyticus)、 Caidicellulosiruptor kristjanssonii、 Caldicellulosiruptorowensensis、Caldicellulosiruptor Iactoaceticus 和嗜热厌氧纤维降解菌(Anaerocellum thermophilum)。在具体的实施方案中，所述微生物是热纤维素梭菌(Clostridium thermocellum)或解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacteriumsaccharolyticumノ。在某些其它的实施方案中，酵母微生物选自酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces Iactis)，马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)，巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)，解脂耶氏酵母(Yarrowia Iipolytica)，多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)，红法夫酵母(Phaffiarhodozyma),实用假丝酵母(Candida utliis), Arxula adeninivorans,树干毕赤酵母(Pichia stipitis),汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii),多形德巴利酵母(Debaryomyces polymorphus),粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe),白色假丝酵母(Candida albicans)和西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis)。在具体的实施 方案中，酵母微生物是酿酒酵母。在某些情形中，本发 明的微生物是纤维素分解性的。术语“纤维素分解性”是指能够水解寡聚己糖和多聚己糖中的糖苷键。纤维素分解性活性也可包括使纤维素和半纤维素解聚或脱支的能力。术语“产こ醇性”意在包括微生物由碳水化合物产生こ醇作为发酵产物的能力。此术语意在包括但不限于，天然存在的产こ醇性生物体、具有天然存在或引入的突变的产こ醇性生物体,经遗传修饰的产こ醇性生物体。术语“发酵(fermenting) ”和“发酵(fermentation) ”意在包括这样的酶促过程(例如细胞的或无细胞的，例如裂解物或纯化的多肽混合物)，其中由碳水化合物产生こ醇，特别是作为发酵的产物。“嗜热的”是指在约45°C或更高的温度下生长旺盛的生物体。“嗜温的”是指在约20-约45°C的温度下生长旺盛的生物体。术语“CBP生物体”意在包括本发明的微生物，例如具有适于CBP的性质的微生物。在本发明的某些实施方案中，利用了ー个或多个工程化的代谢通路来由葡萄糖组合生产丙ニ醇和异丙醇。组合生产丙ニ醇和异丙醇所需的代谢通路和各种不同的酶(表2)显示在图I中并在下面的实施例I中进ー步描述。这些代谢通路可被细分为下列不同的生产途径i)将ニ羟丙酮磷酸转化为丙ニ醇；ii)将丙酮酸转化为异丙醇；iii)将丙酮酸转化为こ醇(仅细菌平台)；和iv)将ニ羟丙酮磷酸转化为甘油(仅酵母平台)。在本发明的某些其它实施方案中，利用ー个或多个工程化的代谢通路来生产正丙醇和异丙醇。生产正丙醇和异丙醇所需的代谢通路和各种不同的酶(表3)显示在图2中并在下文的实施例2中进ー步描述。所述代谢通路可被进ー步细分为两种不同的生产途径i)将ニ羟丙酮磷酸转化为正丙醇；和ii)将丙酮酸转化为异丙醇。在本发明的其它实施方案中，利用了ー个或多个工程化的代谢通路来由碳水化合物组合生产异丙醇和甲醇。生产异丙醇和甲醇所需的代谢通路和各种不同的酶(表4)显示在图3中并在下文中的实施例3中进ー步描述。所述代谢通路可被细分为不同的生产途径i)将丙酮酸转化为异丙醇；和ii)将甲酸转化为CO2和甲醇。在本发明的其它实施方案中，利用了ー个或多个工程化的代谢通路来在嗜热梭菌和酵母(例如酿酒酵母)中由己糖和戊糖共生产丙ニ醇和丙酮。生产丙ニ醇和丙酮所需的代谢通路和各种不同的酶(表5)显示在图4和5中，并在下文的实施例4和5中进ー步描述。所述代谢通路可被如下细分i)由葡萄糖产生ニ羟丙酮磷酸和甘油醛-3-磷酸；ii)随后由ニ羟丙酮磷酸生成丙ニ醇；和iii)由甘油醛-3-磷酸生成丙酮。本发明的通路的总结提供在如下的表I中
权利要求
1.重组的微生物； 其中所述微生物表达ー种或多种天然和/或异源的酶； 其中所述ー种或多种酶在ー个或多个工程化的代谢通路中起作用以将碳水化合物源转化为I，2-丙ニ醇、异丙醇和こ醇，或转化为I，2-丙ニ醇、异丙醇和甘油；和 其中所述ー种或多种天然和/或异源酶被活化、上调或下调。
2.权利要求I的重组微生物，其中所述碳水化合物源是木质纤维素。
3.权利要求I或2的重组微生物，其中所述碳水化合物源被转化为ニ羟丙酮磷酸和磷酸甘油醛。
4.权利要求1-3中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将ニ羟丙酮磷酸转化为I，2-丙ニ醇。
5.权利要求1-4中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将丙酮酸转化为异丙醇。
6.权利要求1-5中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将丙酮酸转化为こ醇。
7.权利要求1-5中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将ニ羟丙酮磷酸转化为甘油。
8.权利要求1-7中任ー项的重组微生物，其中产生1,2丙ニ醇的工程化的代谢通路包括下列步骤(a)将ニ羟丙酮磷酸转化为甲基こ二醛；(b)将甲基こニ醛转化为丙酮醇或半乳醛；和(C)将丙酮醇或半乳醛还原为丙ニ醇。
9.权利要求1-8中任ー项的重组微生物，其中产生异丙醇的工程化的代谢通路包括(a)将こ酰辅酶A转化为こ酸；(b)将こ酰辅酶A转化为こ酰こ酰辅酶A ; (c)将こ酰こ酰辅酶A转化为こ酰こ酸；(d)将こ酰こ酸转化为丙酮；和(e)将丙酮还原为异丙醇。
10.权利要求1-6或8-9中任ー项的重组微生物，其中产生こ醇的工程化的代谢通路包括(a)将こ酰辅酶A转化为こ醇。
11.权利要求1-5或7-9中任ー项的重组微生物，其中产生甘油的工程化的代谢通路包括(a)将ニ羟丙酮磷酸转化为甘油。
12.权利要求1-6或8-10中任ー项的重组微生物，其中所述微生物产生1，2_丙ニ醇、异丙醇和こ醇。
13.权利要求12的重组微生物，其中组合产生I,2-丙ニ醇、异丙醇和こ醇是由化学计量等式 2C6H1206 — C3H80+C3H802+C2H60+4C02+H2+3ATP 控制的。
14.权利要求1-6，8-10或12-13中任ー项的重组微生物，其中所述微生物是嗜热或嗜温细菌。
15.权利要求14的重组微生物，其中所述嗜热或嗜温细菌是下列属的种热厌氧细菌(Thermoanaerobacterium)、热厌ノ氧不十菌(Thermoanaerobacter)、梭菌(Clostridium)、土芽抱杆菌(Geobacillus)、糖球菌(Saccharococcus)、类芽抱杆菌属(Paenibacillus)、芽抱杆菌属(Bacillus)、热解纤维素菌属(Caldicellulosiruptor)、Anaerocellum 或厌氧芽抱杆菌属(Anoxybacillus)。
16.权利要求15的重组微生物，其中所述微生物是选自下列的细菌热产硫横热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoense)、角军多糖热伏羊"I 杆菌(Thermoanaerobacteriumpoiysaccharolyticum)、玉闽喿热厌氧杆囷(Thermoanaerobacterium zeae)、角牛木聚糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)、解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharoIyti cum)、布氏热厌氧杆菌(ThermoanaerobiumbrocKii)、热角军糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosaccnarolyticumノ、热硫化氢热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)、产乙醇热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)、和氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter brocki)、热纤维素梭菌(Clostridium thermocellum)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)、Clostridium pnytofermentans、Clostridium straminosolvens、热葡糖苷酶地牙抱杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)、嗜热脂肪地芽抱杆菌(GeobacillusstearothermophiIus) ΛSaccnarococcus caldoxylosi_i_yticus、fIl:^!i|l|J^^' (Saccharoccusthermophilus)、坎皮纳斯类芽抱杆菌(Paenibacillus campinasensis)、黄热芽抱杆菌(Bacillus flavothermus)、Anoxybacillus kamchatkensis、Anoxybacillus gonensis、Caldicellulosiruptor acetigenus、角早糖热角军纤维素菌(CaldicellulosiruptorsaccharoIyticus)、 Caldicelliuosiruptor kristjanssonii、 Caldicellulosiruptorowensensis、Caldicellulosiruptor lactoaceticus 和嗜热厌氧纤维降解菌(Anaerocellum thermophilumノ。
17.权利要求16的重组微生物，其中所述微生物选自热纤维素梭菌和解糖热厌氧杆菌。
18.权利要求1-5、7-9或11中任ー项的重组微生物，其中所述微生物产生1，2_丙ニ醇、异丙醇和甘油。
19.权利要求18的重组微生物，其中组合产生1，2_丙ニ醇、异丙醇和乙醇是由化学计量等式 2C6H1206 — C3H80+C3H802+C3H803+3C02+ATP 控制的。
20.权利要求1-5、7-9、11或18-19中任ー项的重组微生物，其中所述微生物选自酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces Iactis)，马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)，巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)，解脂耶氏酵母(Yarrowia Iipolytica)，多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha)，红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)，实用假丝酵母(Candida utliis)，Arxula adeninivorans，树干毕赤酵母(Pichia stipitis)，汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii)，多形德巴利酵母(Debaryomyces polymorphus)，粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe)，白色假丝酵母(Candida albicans)和西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis)。
21.权利要求20的重组微生物，其中所述微生物为酿酒酵母。
22.权利要求3-21中任ー项的重组微生物，其中所述ニ羟丙酮磷酸被甲基乙ニ醛合酶(EC 4. 2. 3. 3)转化为甲基乙ニ醛；其中所述甲基乙ニ醛被醛-酮还原酶转化为丙酮醇或者被乙醛酸还原酶、甲基乙ニ醛脱氢酶或醛脱氢酶转化为半乳醛；并且其中所述丙酮醇被醛-酮还原酶转化为丙ニ醇或者所述半乳醛被醛还原酶转化为丙ニ醇。
23.权利要求22的重组微生物，其中所述丙ニ醇被生物学地或化学地转化为丙酸和丙醇。
24.权利要求23的重组微生物，其中所述丙ニ醇的生物学转化是利用微生物完成的。
25.权利要求24的重组微生物，其中所述微生物是罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)。
26.权利要求3-21中任ー项的重组微生物，其中所述磷酸甘油醛被转化为丙酮酸；其中所述丙酮酸被丙酮酸甲酸裂解酶(E. C. 2. 3. I. 8)转化为こ酰辅酶A ;其中所述こ酰辅酶A被硫解酶ERGlO (E. C. 2. 3. I. 9)转化为こ酰こ酰辅酶A ;其中所述こ酰こ酰辅酶A被辅酶A转移酶转化为こ酰こ酸；其中所述こ酰こ酸被こ酰こ酸脱羧酶转化为丙酮；并且其中所述丙酮被异丙醇或醇脱氢酶转化为异丙醇。
27.权利要求26的重组微生物，其中所述醇脱氢酶选自ADH1-7、BDH2、SFAl和YPL088W。
28.权利要求26或27的重组微生物，其中所述生物体为H)C1、PDC5和/或PDC6敲除株系。
29.权利要求22或26的重组微生物，其中所述甲基こニ醛合酶，醛-酮还原酶，こ醛酸还原酶，甲基こニ醛脱氢酶，醛还原酶，丙酮酸甲酸裂解酶，硫解酶，辅酶A转移酶，こ酰こ酸脱羧酶，异丙醇，醛脱氢酶和/或醇脱氢酶选自表2中所列的相应酶中的任ー种。
30.权利要求1-6、8-10或12-17中任ー项的微生物，其产生至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、或至少95%的丙ニ醇、丙醇和こ醇的理论产率，其中所述理论产率是O. 21g丙ニ醇/g碳水化合物，O. 17g丙醇/g碳水化合物和O. 13gこ醇/g碳水化合物。
31.权利要求1-5、7-9、11或18-21中任ー项的微生物，其产生至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、或至少95%的丙ニ醇、丙醇和甘油的理论产率，其中所述理论产率为O. 21g丙ニ醇/g碳水化合物、O. 17g丙醇/g碳水化合物和O. 26g甘油/g碳水化合物。
32.重组微生物； 其中所述微生物表达ー种或多种天然和/或异源酶； 其中所述ー种或多种酶在ー个或多个工程化的代谢通路中起作用以将碳水化合物源转化为正丙醇和异丙醇；和 其中所述ー种或多种天然和/或异源酶被活化、上调或下调。
33.权利要求33的重组微生物，其中所述碳水化合物源为木质纤维素。
34.权利要求33的重组微生物，其中产生正丙醇和异丙醇是由化学计量等式3C6H1206 — 2 (n-) C3H80+2 (iso-) C3H80+6C02+2H20+4ATP 控制的。
35.权利要求33的重组微生物，其中产生正丙醇和异丙醇是由化学计量等式9C5H1005 — 5 (n-) C3H80+5 (iso-) C3H80+15C02+5H20+12ATP 控制的。
36.权利要求32-35中任ー项的重组微生物，其中产率为至少O.35g丙醇/g碳水化合物源。
37.权利要求32-35中任ー项的重组微生物，其中产率为至少O.40g丙醇/g碳水化合物源。
38.权利要求32-37中任ー项的重组微生物，其产生至少10%、至少20%、至少30%、至少40 %、至少50 %、至少60 %、至少70 %、至少80 %、至少90 %或至少95 %的丙醇的理论产率，其中所述理论产率为O. 44g丙醇/g碳水化合物。
39.权利要求32-38中任ー项的重组微生物，其中所述碳水化合物源被转化为ニ羟丙酮磷酸和磷酸甘油醛。
40.权利要求39的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将ニ羟丙酮磷酸转化为正丙醇。
41.权利要求39或40的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将丙酮酸转化为异丙醇。
42.权利要求39-41中任ー项的重组微生物，其中所述ニ羟丙酮磷酸被甲基こニ醛合酶(E.C.4. 2. 3. 3)转化为甲基こ二醛；其中所述甲基こニ醛被醛-酮还原酶转化为丙酮醇，或者被こ醛酸还原酶、甲基こニ醛脱氢酶或醛脱氢酶转化为半乳醛；其中所述丙酮醇被醛-酮还原酶转化为丙ニ醇，或者所述半乳醛被醛还原酶转化为丙ニ醇；其中 所述丙ニ醇被ニ醇-水解酶(E.C.4. 2.1.28)脱水为丙醛；并且其中所述丙醛被脱氢酶(E. C. I. I. I. 202)还原为正丙醇。
43.权利要求39-41中任ー项的重组微生物，其中所述磷酸甘油醛被转化为丙酮酸；其中所述丙酮酸被丙酮酸甲酸裂解酶(E. C. 2. 3. I. 8)转化为こ酰辅酶A ;其中所述こ酰辅酶A被硫解酶ERGlO (E. C. 2. 3. I. 9)转化为こ酰こ酰辅酶A ;其中所述こ酰こ酰辅酶A被辅酶A转移酶转化为こ酰こ酸；其中所述こ酰こ酸被こ酰こ酸脱羧酶转化为丙酮；和其中所述丙酮被异丙醇或醇脱氢酶转化为异丙醇。
44.权利要求42或43的重组微生物，其中所述甲基こニ醛合酶，醛-酮还原酶，こ醛酸还原酶，甲基こニ醛脱氢酶，醛还原酶，丙酮酸甲酸裂解酶，硫解酶，辅酶A转移酶，こ酰こ酸脱羧酶，异丙醇，醛脱氢酶，醇脱氢酶，ニ醇-水解酶和/或脱氢酶选自表3中所列的相应酶中的任ー种。
45.权利要求32-44中任ー项的重组微生物，其中所述微生物是乳酸脱氢酶(Idh)、氢化酶(hyd)和/或こ醛脱氢酶(acdh)敲除株系。
46.权利要求32-45中任ー项的重组微生物，其中所述微生物是下列属的种热厌氧细M (Thermoanaerobacterium)、热厌氧杆困(Thermoanaerobacter)、梭囷(Clostridium)、土芽抱杆菌(Geobacillus)、糖球菌(Saccharococcus)、类芽抱杆菌属(Paenibacillus)、芽抱杆菌属(Bacillus)、热解纤维素菌属(Caldicellulosiruptor)、Anaerocellum 或厌氧芽抱杆菌属(Anoxybacillus)。
47.权利要求46的重组微生物，其中所述微生物是选自下列的细菌热产硫横热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoenseノ、角军多糖热伏氧杆菌(Thermoanaerobacteriumpoiysaccharolyticum)、玉福余热厌氧杆囷(Thermoanaerobacterium zeae)、角军木聚糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)、解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharoIyticum)、布氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobiumbrockii)、热角军糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticumノ、热硫化氢热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)、产こ醇热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)、和氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter brocki)、热纤维素梭菌(Clostridium thermocellum)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum) >Clostridium pnytofermentans> Clostridium straminosolvens、热葡糖苷酶地芽抱杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)、嗜热脂肪地芽抱杆菌(Geobacillusstearothermophilus)、Saccnarococcus caldoxylosi丄yticus、B耆热糖球菌(Saccharoccusthermophilus)、坎皮纳斯类芽抱杆菌(Paenibacillus campinasensis)、黄热芽抱杆菌(Bacillus fiavothermus)、Anoxybacillus kamchatkensis> Anoxybacillus gonensis、Caldicellulosiruptor acetigenus、角早糖热角军纤维素菌(Caldicellulosiruptorsaccnarolyticus)、Caldicelluiosiruptor kristjanssonii、Caldicellulosiruptorowensensis、Caldicellulosiruptor lactoaceticus 和嗜热厌氧纤维降解菌(Anaerocellum thermophilumノ。
48.权利要求47的重组微生物，其中所述微生物选自热纤维素梭菌和解糖热厌氧杆菌。
49.权利要求32-45中任ー项的重组微生物，其中所述微生物选自酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis),马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris),解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica),多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha),红法夫酵母(Phaffia rhodozyma),实用假丝酵母(Candida utliis), Arxula adeninivorans,树干毕赤酵母(Pichia stipitis),汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii),多形德巴利酵母(Debaryomyces polymorphus),粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe),白色假丝酵母(Candida albicans)和西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis)。
50.重组微生物； 其中所述微生物表达ー种或多种天然和/或异源的酶； 其中所述ー种或多种酶在ー个或多个工程化的代谢通路中起作用以将碳水化合物源转化为异丙醇和甲醇；和 其中所述ー种或多种天然和/或异源的酶被活化、上调或下调。
51.权利要求50的重组微生物，其中所述碳水化合物源是木质纤维素。
52.权利要求51的重组微生物，其中产生正丙醇和异丙醇是由化学计量等式C6H12O6 — C3H80+CH40+2C02+3ATP 控制的。
53.权利要求50-52中任ー项的重组微生物，其中产率为至少O.25g丙醇/g碳水化合物源。
54.权利要求50-53中任ー项的重组微生物，其中产率为至少O.30g丙醇/g碳水化合物源。
55.权利要求50-52中任ー项的重组微生物，其产生至少10%、至少20%、至少30%、至少40 %、至少50 %、至少60 %、至少70 %、至少80 %、至少90 %或至少95 %的丙醇的理论产率，其中所述理论产率为O. 33g异丙醇/g碳水化合物和O. 18g甲醇/g碳水化合物。
56.权利要求50-55中任ー项的重组微生物，其中所述碳水化合物源被转化为丙酮酸；且其中所述丙酮酸被丙酮酸甲酸裂解酶(E. C. 2. 3.1.54)转化为こ酰辅酶A和甲酸。
57.权利要求50-56中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将丙酮酸转化为异丙醇。
58.权利要求50-57中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将甲酸转化为CO2和甲醇。
59.权利要求56-58中任ー项的重组微生物，其中所述乙酰辅酶A被磷酸乙酰转移酶(E. C. 2. 3. 1.8)转化为乙酸且被硫解酶(E. C. 2. 3. 1.9)转化为乙酰乙酰辅酶A ;其中所述乙酰乙酰辅酶A被辅酶A转移酶转化为乙酰乙酸；其中所述乙酰乙酸被乙酰乙酸脱羧酶(E. C. 4. I. I. 4)转化为丙酮；且其中所述丙酮被氧化还原酶或醇脱氢酶还原为异丙醇。
60.权利要求56-59中任ー项的重组微生物，其中所述甲酸通过两个通路被代谢，第一个通路引起由甲酸脱氢酶产生CO2和NADH，而第二个通路引起由甲醛脱氢酶和甲醇脱氢酶产生甲醇。
61.权利要求59或60的重组微生物，其中所述磷酸乙酰转移酶，硫解酶，辅酶A转移酶，乙酰乙酸脱羧酶，氧化还原酶，醇脱氢酶，甲酸脱氢酶，甲醛脱氢酶或甲醇脱氢酶选自表4中所列的相应酶中的任ー种。
62.权利要求50-61中任ー项的重组微生物，其中所述微生物微生物是下列属的种热厌氧细菌(Thermoanaerobacterium)、热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter)、梭菌(Clostridium)、土芽抱杆菌(Geobacillus)、糖球菌(Saccharococcus)、类芽抱杆菌属(Paenibacillus)、芽抱杆菌属(Bacillus)、热解纤维素菌属(Caldicellulosiruptor)、Anaerocellum 或厌氧芽抱杆菌属(Anoxybacillus)。
63.权利要求62的重组微生物，其中所述微生物是选自下列的細菌热产硫横热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoenseノ、角军多糖热伏羊I 杆菌(Tnermoanaerooacteriumpoiysaccharolyticum)、玉闽喿热厌氧杆囷 uhermoanaerobacterium zeae)、角军木聚糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)、解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharoIyti cum)、布氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobiumbrockii)、热角军糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticumノ、热硫化氢热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)、产乙醇热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)、和氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter brocki)、热纤维素梭菌(Clostridium thermocellum)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum)、Clostridium pnytofermentans、Clostridium straminosolvens、热葡糖苷酶地牙抱杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)、嗜热脂肪地芽抱杆菌(GeobacillusstearothermophiIus) ΛSaccnarococcus caldoxylosi_i_yticus、fIl:^!i|l|J^^' (Saccharoccusthermophilus)、坎皮纳斯类芽抱杆菌(Paenibacillus campinasensis)、黄热芽抱杆菌(Bacillus flavothermus)、Anoxybacillus kamchatkensis、Anoxybacillus gonensis、Caldicellulosiruptor acetigenus、角军糖热角军纤维素菌(CaldiceIlulosiruptorsaccharolyticus)、 Caldicelliuosiruptor kristjanssonii、 Caldicellulosiruptorowensensis、Caldicellulosiruptor lactoaceticus 和嗜热厌氧纤维降解菌(Anaerocellum thermophilunu。
64.权利要求63的重组微生物，其中所述微生物选自热纤维素梭菌和解糖热厌氧杆菌。
65.重组微生物； 其中所述微生物表达ー种或多种天然和/或异源的酶； 其中所述ー种或多种酶在ー个或多个工程化的代谢通路中起作用以将碳水化合物源转化为丙ニ醇和丙酮；和 其中所述ー种或多种天然和/或异源酶被活化、上调或下调。
66.权利要求65的重组微生物，其中所述碳水化合物源是木质纤维素。
67.权利要求65或66的重组微生物，其中所述碳水化合物源被转化为ニ羟丙酮磷酸和磷酸甘油醛。
68.权利要求65-67中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将ニ羟丙酮磷酸转化为丙ニ醇。
69.权利要求65-68中任ー项的重组微生物，其中所述工程化的代谢通路之一包括将丙酮酸转化为丙酮。
70.权利要求65-69中任ー项的重组微生物，其中产生丙ニ醇的工程化的代谢通路包括下列步骤(a)将ニ羟丙酮磷酸转化为甲基こニ醛；(b)将甲基こニ醛转化为丙酮醇或半乳醛；和(C)将丙酮醇或半乳醛还原为丙ニ醇。
71.权利要求65-70中任ー项的重组微生物，其中产生丙酮的工程化的代谢通路包括(a)将こ酰辅酶A转化为こ酸；(b)将こ酰辅酶A转化为こ酰こ酰辅酶A ; (c)将こ酰こ酰辅酶A转化为こ酰こ酸；和(d)将こ酰こ酸转化为丙酮。
72.权利要求65-71中任ー项的重组微生物，其中产生丙酮的工程化的代谢通路包括(a)将こ酰辅酶A转化为丙酮。
73.权利要求65-72中任ー项的重组微生物，其中组合产生丙ニ醇和丙酮是由化学计量等式 C6H12O6 — 2C3H80+C3H608+3C02+1ATP 控制的。
74.权利要求65-73中任ー项的重组微生物，其中所述微生物为嗜热或嗜温细菌。
75.权利要求74的重组微生物，其中所述嗜热或嗜温细菌是下列属的种热厌氧细菌(Thermoanaerobacterium)、热厌ノ氧不十菌(Thermoanaerobacter)、梭菌(Clostridium)、土芽抱杆菌(Geobacillus)、糖球菌(Saccharococcus)、类芽抱杆菌属(Paenibacillus)、芽抱杆菌属(Bacillus)、热解纤维素菌属(Caldicellulosiruptor)、Anaerocellum 或厌氧芽抱杆菌属(Anoxybacillus)。
76.权利要求75的重组微生物，其中所述微生物是选自下列的细菌热产硫横热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosulfurigenes)、嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium aotearoenseノ、角军多糖热伏氧杆菌(Thermoanaerobacteriumpoiysaccharolyticum)、玉福余热厌氧杆囷(Thermoanaerobacterium zeae)、角军木聚糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium xylanolyticum)、解糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium saccharoIyticum)、布氏热厌氧杆菌(ThermoanaerobiumbrocKii)、热角军糖热厌氧杆菌(Thermoanaerobacterium thermosaccharolyticumノ、热硫化氢热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter thermohydrosulfuricus)、产こ醇热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)、和氏热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter brocki)、热纤维素梭菌(Clostridium thermocellum)、解纤维梭菌(Clostridium cellulolyticum) >Clostridium pnytofermentans> Clostridium straminosolvens、热葡糖苷酶地芽抱杆菌(Geobacillus thermoglucosidasius)、嗜热脂肪地芽抱杆菌(Geobacillusstearothermophi丄us)、Saccnarococcus caldoxylosi丄yticus、B耆热糖球菌(Saccharoccusthermophilus)、坎皮纳斯类芽抱杆菌(Paenibacillus campinasensis)、黄热芽抱杆菌(Bacillus flavothermus) > Anoxybacillus kamchatkensis> Anoxybacillus gonensis、Caldicellulosiruptor acetigenus、角军糖热角军纤维素菌(CaldiceIlulosiruptorsaccnarolyticus) > Caldicelluiosiruptor kristjanssonii、Caldicellulosiruptorowensensis、Caldicellulosiruptor lactoaceticus 和嗜热厌氧纤维降解菌(Anaerocellum thermophilumノ。
77.权利要求76的重组微生物，其中所述微生物选自热纤维素梭菌和解糖热厌氧杆菌。
78.权利要求65-73中任ー项的重组微生物，其中所述微生物选自酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis),马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris),解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica),多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha),红法夫酵母(Phaffia rhodozyma),实用假丝酵母(Candida utliis), Arxula adeninivorans,树干毕赤酵母(Pichia stipitis),汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii),多形德巴利酵母(Debaryomyces polymorphus),粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe),白色假丝酵母(Candida albicans)和西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis)。
79.权利要求78的重组微生物，其中所述微生物是酿酒酵母或乳酸克鲁维酵母。
80.权利要求65-79中任ー项的重组微生物，其产生至少10%、至少20%、至少30%、至少40 %、至少50 %、至少60 %、至少70 %、至少80 %、至少90 %或至少95 %的丙醇的理论产率，其中所述理论产率为O. 42g丙ニ醇/g碳水化合物和O. 16g丙酮/g碳水化合物。
81.权利要求78或79的重组微生物，其中丙ニ醇的生产是好氧的。
82.权利要求81的重组微生物，其中产生丙ニ醇是由化学计量等式6葡萄糖+1202 — 6X 丙ニ醇 +12H20+18C02+26ATP 控制的。
83.权利要求65-82中任ー项的重组微生物，其中所述ニ羟丙酮磷酸被甲基こニ醛合酶(EC 4.2.3.3)转化为甲基こ二醛；其中所述甲基こニ醛被醛-酮还原酶转化为丙酮醇或者被こ醛酸还原酶、甲基こニ醛脱氢酶或醛脱氢酶转化为半乳醛；和其中所述丙酮醇被醛-酮还原酶转化为丙ニ醇或者所述半乳醛被醛还原酶转化为丙ニ醇。
84.权利要求65-82中任ー项的重组微生物，其中所述磷酸甘油醛被转化为丙酮酸；其中所述丙酮酸被丙酮酸甲酸裂解酶(E. C. 2. 3.1.8)转化为こ酰辅酶A ;其中所述こ酰辅酶A被硫解酶(E. C. 2. 3. 1.9)转化为こ酰こ酰辅酶A ;其中所述こ酰こ酰辅酶A被辅酶A转移酶转化为こ酰こ酸；和其中所述こ酰こ酸被こ酰こ酸脱羧酶转化为丙酮。
85.权利要求65-83中任ー项的重组微生物，其中所述生物体为乳酸脱氢酶(Idh)，氢化酶(hyd)，醇脱氢酶(adh)，丙酮酸脱羧酶(pdc)，甘油-3-磷酸脱氢酶和/或甘油_3_磷酸敲除株系。
86.权利要求83或84的重组微生物，其中所述甲基こニ醛合酶，醛-酮还原酶，こ醛酸还原酶，甲基こニ醛脱氢酶，醛还原酶，丙酮酸甲酸裂解酶，硫解酶，辅酶A转移酶，こ酰こ酸脱羧酶，异丙醇，醛脱氢酶和/或醇脱氢酶选自表5中所列的相应酶的任ー种。
87.将木质纤维生物质转化为1，2_丙ニ醇、异丙醇、甲醇、正丙醇或丙酮的方法，所述方法包括用根据权利要求1-86中任ー项的重组微生物接触木质纤维生物质。
88.根据权利要求87的方法，其中所述木质纤维生物质选自草，柳枝稷，大米草，黑麦草，利甘草，混合的牧草，芒草，糖加工残余，甘蔗渣，甘蔗杆，农业废物，稻杆，稻壳，大麦杆，玉米穗轴，谷物杆，小麦杆，双低菜籽杆，燕麦杆，燕麦売，玉米纤维，秸杆，大豆秸杆，玉米秸杆，林业废物，再循环的木浆纤维，纸淤污，锯屑，硬木，软木，及其组合。
89.根据权利要求1-86中任ー项的、用于将木质纤维生物质转化为1，2-丙ニ醇、异丙醇、甲醇、正丙醇或丙酮的工程化的代谢通路。
90.权利要求42的重组微生物，其中所述丙ニ醇被来自解糖热厌氧杆菌的ニ醇脱水酶(PduCDE)脱水为丙醛。
91.权利要求42的重组微生物，其中所述丙ニ醇被不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶脱水为丙醛。
92.权利要求91的重组微生物，其中所述重组微生物是选自下列的酵母酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis),马克思克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus),巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris),解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica),多形汉逊酵母(Hansenula polymorpha),红法夫酵母(Phaffia rhodozyma),实用假丝酵母(Candida utliis), Arxula adeninivorans,树干毕赤酵母(Pichia stipitis),汉逊德巴利酵母(Debaryomyces hansenii),多形德巴利酵母(Debaryomyces polymorphus),粟酒裂通酵母(Schizosaccharomyces pombe),白色假丝酵母(Candida albicans)和西方许旺酵母(Schwanniomyces occidentalis)。
93.权利要求42的重组微生物，其中所述不依赖于维生素B12的ニ醇-水解酶是来自下列的不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶丁酸梭菌(Clostridium butyricum)、Roseburia inulinivorans、こニ醇梭菌(Clostridium glycolicum)或克雷伯菌属的种(Klebsiella sppノ。
94.分离的丙ニ醇利用(pdu)基因簇，其来自解糖热厌氧杆菌。
95.权利要求94的分离的丙ニ醇利用(pdu)基因簇，其中所述基因簇包括编码下述的一种或多种的多核苷酸=ABC-糖转运子、ニ组分应答调节因子、鼠李糖利用酶、微区室蛋白pduj、微区室蛋白pduL、醇或醛脱氢酶、B12酶和ニ醇脱水酶pduCDE。
96.权利要求94的分离的丙ニ醇利用(pdu)基因簇，其中所述基因簇包括选自下列的ー种或多种多核苷酸SEQ ID NO :63，65，67，69，71，73，75，77，79，81，83，85，87，89，91，93，95,97,99,101，103，105，107，109，111，113，115，117 和 119。
97.权利要求94的分离的丙ニ醇利用(pdu)基因簇，其中所述基因簇包括ー种或多种多核苷酸，其编码选自下列的多肽SEQ ID NO :62，64，66，68，70，72，74，76，78，80，82，84，86,88,90,92,94,96,98,100，102，104，106，108，110，112，114，116 和 118。
98.重组的微生物，其包含权利要求94-97中任ー项的分离的丙ニ醇利用(pdu)基因簇。
99.鉴别将丙ニ醇转化为丙醛的、不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶的方法，所述方法包括 (a)測定多肽或多核苷酸以及不依赖于维生素B12的參照ニ醇脱水酶多肽或多核苷酸的性质，和 (b)确定所述多肽或多核苷酸的性质与所述不依赖于维生素B12的參照ニ醇脱水酶多肽或多核苷酸的性质是否相似，从而鉴别所述多肽或所述多核苷酸是否为不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶。
100.权利要求99的方法，其中所述性质包括多肽或多核苷酸的物理或化学性质，其中所述物理或化学性质包括基因组的、转录组的、蛋白质组的和代谢组的性质。
101.权利要求99的方法，其中所述不依赖于维生素B12的參照ニ醇脱水酶多肽是源自下列的不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶丁酸梭菌、Roseburia inulinivorans、こニ醇梭菌和克雷伯菌属的种。
102.权利要求99的方法，其中所述测量步骤涉及获得多肽或多核苷酸的序列并将其与不依赖于维生素B12的參照ニ醇脱水酶多肽或多核苷酸的序列进行比对。
103.权利要求99的方法，其中所述测量步骤涉及进行酶促測定。
104.权利要求99的方法，其中所述测量步骤涉及进行全基因组转录測定。
105.重组微生物，其包含权利要求99-104中任一项的分离的不依赖于维生素B12的ニ醇脱水酶多肽。
全文摘要
本发明提供了新的代谢通路，所述通路在联合生物加工系统(CBP)中引起丙醇、醇或多元醇的形成，其中木质纤维生物质被有效地转化为此类产物。更具体地，本发明提供了重组的微生物，其中所述微生物表达一种或多种天然和/或异源的酶；其中所述一种或多种酶在一个或多个工程化的代谢通路中起作用以实现(1)将碳水化合物源转化为1，2-丙二醇、异丙醇(isopropropanol)、乙醇和/或甘油；(2)将碳水化合物源转化为正丙醇和异丙醇；(3)将碳水化合物源转化为异丙醇和甲醇；或(4)将碳水化合物源转化为丙二醇和丙酮；其中所述一种或多种天然和/或异源的酶被活化、上调或下调。
文档编号C12P7/08GK102666862SQ201080045752
公开日2012年9月12日 申请日期2010年8月20日 优先权日2009年8月21日
发明者A·J·肖四世, A·弗罗利赫, E·布列夫诺瓦, H·范迪肯, J·弗莱特, J·麦克布赖德, N·蔡阿扎, S·A·崔帕斯, V·赖格里亚, W·R·司勒斯 申请人:马斯科马公司