专利名称：脂肪酸衍生物的产生的制作方法
脂肪酸衍生物的产生相关申请的交叉引用本申请要求于2009年9月25日提交的第61/245，943号美国临时申请的权益，其全部内容并入本文。
背景技术：
石油是地球上发现的、液体、气体或固体形式的有限的天然资源。石油主要由碳氢化合物组成，碳氢化合物主要由碳和氢组成。石油还含有大量的处于不同形式的其他元素，例如氮、氧或硫。石油是宝贵资源，但是对石油产品进行开发的金融和环境成本却相当大。首先，必须发现石油资源。石油勘探是耗资并有风险的投资。勘探深水井的费用超过I亿美元。除 经济费用外，石油勘探带来严重的环境代价。例如近海勘探扰乱周围海洋环境。发现生产井后，必须以巨大代价从地球开采石油。即使在最佳条件下，仅可以开采井中石油的50%。石油开米还带来环境代价。例如，石油开米可以导致大量石油渗漏上升至海洋表面。近海钻井涉及挖掘河床，这扰乱或破坏周围海洋环境。开采后，必须将石油从石油产生区长距离运输到石油消耗区。除运输费用外，还存在大規模油泄漏的环境风险。从地球开采的原油在天然形式时商业用途很少。其是具有不同长度和复杂程度不同的碳氢化合物(例如，石蜡(或烷)、烯烃(或烯)、炔、环烷(napthenes)(或环烷(cylcoalkanes))、脂肪族化合物、芳香族化合物等)的混合物。此外，原油含有其他有机化合物(例如含有氮、氧、硫等的有机化合物)和杂质(例如硫磺、盐、酸、金属等)。因此，在原油在商业上可以使用前，必须进行提炼并纯化。由于其高能量密度及其便利的可运输性，大部分石油被提炼为燃料，例如运输燃料(例如汽油、柴油、航空燃料等)、燃用油、液化石油气等。原油还是用于产生石化产品的原材料的主要来源。两类主要的来自石油的原材料是短链烯烃(例如こ烯和丙烯)和芳香族化合物(例如苯和ニ甲苯异构体)。这些原材料来源于原油中较长链的碳氢化合物，其是通过以相当大的费用使用各种方法裂化原油中的长链碳氢化合物而产生的，例如催化裂化、蒸汽裂化或催化重整。这些原材料用于制造不能直接从原油提炼的石化产品，例如単体、溶剂、去垢剂或粘合剤。来源于原油的原材料的ー个实例是こ烯。こ烯被用于生产石化产品，例如聚こ烯、こ醇、氧化こ烯、こニ醇、聚酷、こニ醇醚、こ氧基化物、こ酸こ烯酷、1，2- ニ氯こ烷、三氯こ烯、四氯こ烯、氯こ烯和聚氯こ烯。来源于原油的原材料的另ー个实例是丙烯。丙烯用于生产异丙醇、丙烯腈、聚丙烯、氧化丙烯、丙烯ニ醇、こニ醇醚、丁烯、异丁烯、1，3-丁ニ烯、合成橡胶、聚烯烃、a -烯烃、脂肪醇、丙烯酸、丙烯聚合物、氯化丙烯、环氧氯丙烷和环氧树脂。石化产品可以用于制造特种化学品，例如塑料、树脂、纤维、橡胶、药品、润滑剂或凝胶。可以产自石化原材料的特种化学品的实例为脂肪酸、碳氢化合物(例如长链碳氢化合物、支链碳氢化合物、饱和碳氢化合物、不饱和碳氢化合物等)、脂肪醇、酷、脂肪醛、酮、润 滑剂等。
特种化学品有许多商业用途。脂肪酸在商业上被用作表面活性剤。特种化学品可见于去垢剂和肥皂中。脂肪酸也可以用作燃料、润滑油、涂料、油漆、蜡烛、色拉油、起酥油、化妆品以及乳化剂中的添加剤。此外，脂肪酸在橡胶制品中被用作促进活性剤。脂肪酸也可以用作给料，以生产甲酷、酰胺、胺、酰基氯、酸酐、こ烯酮ニ聚体，以及过氧酸与过氧酷。酷具有很多商业用途 。例如，生物柴油，一种替换燃料，其由酯(例如，脂肪酸甲酷、脂肪酸こ酷等)组成。ー些低分子量的酷是挥发性的，具有好闻的气味，使得它们可以用作芳香剂或增味剂。此外，酯被用作漆、涂料和清漆的溶剤。而且，ー些天然存在的物质由酯组成，例如蜡、脂肪和油。酯还可以用作树脂和塑料的软化剂、增塑剂、阻燃剂以及汽油和油的添加剂。此外，酷可用于生产聚合物、薄膜、染料和药物。此外，原油是润滑油的来源。石油来源的润滑油通常由烯烃，尤其是聚烯烃和a-烯烃组成。润滑油可以从原油提炼或可以利用从原油提炼的原材料生产。从原油获得这些特种化学品需要大量的金融投资以及大量的能量。因为原油中的长链碳氢化合物常常被裂化以产生较小的単体，其也是低效的过程。这些单体然后被用作生产更复杂的特种化学品的原材料。除勘探、开采、运输和提炼石油的问题外，石油是有限并逐渐減少的资源。估计当前世界毎年消耗的石油为300亿桶。据估计，以现有生产水平，世界石油储量预计在2050年前会耗竭。最后，基于石油的燃料的燃烧释放温室气体(例如ニ氧化碳)和其他形式的空气污染物(例如一氧化碳、ニ氧化硫等)。随着世界对燃料需求的増加，温室气体和其他形式的空气污染物的排放也増加。大气中温室气体的累积导致全球变暖增速。因此，除局部破坏环境外(例如油泄漏、海洋环境的挖掘等)，燃烧石油还破坏全球环境。由于石油所引起的内在挑战，存在对于不需要像石油一祥被勘探、开采、长距离运输或大量提炼的可再生石油资源的需要。还存在对于可以经济生产可再生石油资源的需要。此外，存在对于不会产生由石油エ业和基于石油的燃料的燃烧所导致的环境破坏的类型的可再生石油资源的需要。基于类似的原因，还存在对于通常来自石油的化学品的可再生资源的需要。诸如日光、水、风和生物质(biomass)的可再生能源是石油燃料的潜在替代品。生物燃料是ー种由生物质产生的可生物降解的、清洁燃烧的燃料，其由烷烃和酯类组成。生物柴油即是ー种示例性的生物燃料。生物柴油可以采用纯的形式(被称为“纯”生物柴油)，或者以任何浓度与常规的石化柴油混合来用于大部分内燃柴油发动机中。与基于石油的柴油相比，生物柴油提供的优点包括燃烧过程中的排放量(例如，一氧化碳、硫、芳香烃、烟灰颗粒)降低。因其基于可再生的生物材料，生物柴油还能維持平衡的ニ氧化碳循环。生物柴油通常是可生物降解的，而且因为燃点高，易燃性低因此非常安全。此外，生物柴油提供良好的润滑性能，从而减少发动机的磨损。目前生产生物柴油的方法涉及将来自植物油原料的三酰甘油进行酯基转移，植物油原料比如在欧洲是油菜，在北美是大豆，在东南亚是棕榈油。因此エ业规模的生物柴油生产在地理和季节上局限于植物油原料的产地。酯基转移过程产生脂肪酷(fatty esters)混合物，其可以作为生物柴油。然而，甘油是酯基转移过程中的ー种不希望的副产品。如果要作为生物柴油使用，必须从上述异质产物中进ー步纯化脂肪酷。这增加了脂肪酯生产的成本和所需能量，并且最终增加生物柴油生产的成本和所需能量。而且，植物油原料不是高效的能量来源，因为它们需要广大的种植面积。例如，因为只有菜子油用于生物柴油产生，而油菜生物质的其他部分被弃掉，所以从油菜产生的生物柴油的产量仅有1300L/公顷。此夕卜，某些植物油原料，比如油菜和大豆的种植需要经常进行农作物轮种以防止土地养分耗尽。需要在经济和能量方面高效的生物燃料，以及由诸如生物质的可再生能量来源生产所述生物柴油的方法。发明概述本公开涉及从经过基因工程处理的微生物产生脂肪酸及其衍生物，包括例如脂肪酷。脂肪酯的实例包括脂肪酸酷，例如那些来源于短链醇的，包括脂肪酸こ酷(“FAEE”)和脂肪酸甲酷(“FAME”)，以及那些来源于长链脂肪醇的。产生的脂肪酸和/或脂肪酸衍生物可单独地或以适合的组合用作生物燃料(例如，生物柴油)、エ业化学品、或生物燃料或エ业化学品的组分或原料。在ー些方面，本发明涉及产生ー种或多种游离脂肪酸和/或一种或多种脂肪酸衍生物的方法，所述脂肪酸衍生物例如脂肪酷，包括例如FAEE、FAME和/或长链醇的脂肪酯衍生物。在相关方面，该方法包括提供适用于制备脂肪酸和脂肪酸衍生物 的经过基因工程处理的生产宿主。因此，在一方面，本发明特征为制备脂肪酸或诸如脂肪酷的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达编码酷合成酶的基因。在一些实施方案中，编码酯合成酶的基因选自分类为EC 2. 3. I. 75的酶以及可以催化酰基硫酯转变为脂肪酯的任何其他多肽，包括但不限于，蜡酯合成酶、酰基CoA:醇转酰酶、醇0-脂肪酸酰基转移酶、酰基转移酶和脂肪酰CoA:脂肪醇酰基转移酶、或其适合的变体。在其他实施方案中，所述酯合成酶基
因是编码腊/dgat-来自油腊树(Simmondsia chinensis)、不动杆菌(Acinetobacter
sp. ) ADP1、泊库岛食烧菌(Alcanivorax borkumensis)、铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa) > Funaibacter jadensis、拟南芥(Arabidopsis thaliana)或真养广喊杆 1 (Alkaligenes eutrophus)的双功能酯合成酶/酰基CoA :ニ酰基甘油酰基转移酶的ー个基因。在一些实施方案中，编码酯合成酶的基因选自=AtfAl (来源于泊库岛食烷菌SK2的酯合成酶，GenBank登录号YP_694462)、AtfA2 (来自泊库岛食烷菌SK2的另ー酯合成酶，GenBank登录号 YP_693524)、ES9 (来自除经海杆菌(Marinobacter hydrocarbonoclasticus) DSM8798的酷合成酶，GenBank登录号AB021021)、ES8 (来自除烃海杆菌DSM 8798的另ー酯合成酶，GenBank登录号AB021020)、以及它们的变体。在具体实施方案中，编码酯合成酶或其适合的变体的基因被超表达。在另一方面，本发明特征在于制备诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法，所述方法包括在宿主细胞中表达编码酷合成酶多肽或其变体的基因，所述酯合成酶多肽包括SEQ IDNO 18,SEQ ID NO 24,SEQ ID N0:25或SEQ ID NO :26的氨基酸序列。在某些实施方案中，所述多肽具有酷合成酶和/或酰基转移酶活性。在某些实施方案中，所述多肽具有催化硫脂转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酷的脂肪酸衍生物的能力。在具体实施方案中，所述多肽具有利用醇作为底物催化脂肪酰CoA和/或脂肪酰ACP转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酷的脂肪酸衍生物的能力。在可选实施方案中，所述多肽具有利用醇作为底物催化游离脂肪酸转化为脂肪酷的能力。
在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在某些其它实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的硫酯酶活性或硫酯酶被功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性。如本文所用的术语“可检测的”是指能够可查明地存在或出现。例如，使用本文提供的方法，期望来自反应物的产品的产生(例如，某种类型的脂肪酯的产生)是可检测的。在某些实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶，或者所述脂肪酸降解酶被功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的脂肪酸降解酶活性。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的硫酯酶、脂肪酸降解酶、或以上二者。在另外的实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶、或以上二者被功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性、酰基CoA合成酶活性、或不具有以上二者。在一些实施方案中，在硫酯酶、脂肪酸衍生酶或以上二者不存在的情况下，宿主细胞可以将酰基ACP或酰基CoA转化成脂肪酸和/或诸如酯的脂肪酸衍生物。或者，在硫酯酶、脂肪酸衍生酶或以上二者不存在的情况下，宿主细胞可以将游离脂肪酸转化为脂肪酯。在某些实施方案中，所述方法还包括从宿主细胞分离脂肪酸或其衍生物。在某些实施方案中，脂肪酸衍生物是脂肪酯。在某些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸 衍生物来源于适合的醇底物，例如短链或长链醇。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物从宿主细胞部分地或全部地自发分泌。在可选实施方案中，脂肪酸或其衍生物转运至细胞外环境，任选地具有一种或多种转运蛋白的辅助。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动地转运到细胞外环境。在另一方面，本发明特征在于胞外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法，包括提供底物和纯化的酯合成酶或其变体，所述酯合成酶包括SEQ ID NO: 18、SEQ ID NO:24,SEQ ID N0:25或SEQ ID NO :26的氨基酸序列。在一些实施方案中，所述方法包括在允许酯合成酶多肽或其变体表达或超表达的条件下培养宿主细胞，并从所述细胞分离酯合成酶。在一些实施方案中，所述方法还包括将适合的底物与无细胞提取物在允许脂肪酸和/或脂肪酸衍生物产生的条件下接触。在一些实施方案中，酯合成酶多肽包括具有一个或多个氨基酸取代、添加、插入或缺失的 SEQ ID NO 16,SEQ ID NO :24、SEQ ID N0:25 或 SEQ ID NO :26 的氨基酸序列，并且所述多肽具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在某些实施方案，所述酯合成酶多肽具有增加的酯合成酶和/或转移酶活性。例如，酯合成酶多肽能够催化诸如脂肪酰CoA或脂肪酰ACP的硫脂转化为脂肪酸和/或脂肪酸衍生物，或具有增强的这种能力。在具体实施方案中，在硫酯酶活性、脂肪酸降解酶活性或以上二者不存在的情况下，酯合成酶多肽能够催化硫脂底物转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物，或具有增强的这种能力。例如，在硫酯酶或酰基CoA合成酶活性不存在的情况下，该多肽在体内将脂肪酰ACP和/或脂肪酰Coa转化为脂肪酯。在可选实施方案中，在硫酯酶活性、脂肪酸降解酶活性或以上二者不存在的情况下，该多肽能够催化游离脂肪酸转化为脂肪酯。例如，在硫酯酶活性、酰基CoA合成酶活性或以上二者不存在的情况下，该多肽可以在体内或体外将游离脂肪酸转化为脂肪酯。在一些实施方案中，酯合成酶多肽是包含一个或多个非保守氨基酸(non-conserved amino acid)被取代的 SEQ ID NO :16、SEQ ID NO :24、SEQ ID NO :25 或SEQ ID NO :26的氨基酸序列的变体，其中所述酯合成酶多肽具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在某些实施方案，所述酯合成酶多肽具有增加的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。例如，SEQ IDNO: 18的395位甘氨酸残基可以被碱性氨基酸残基取代，使得所得到的酯合成酶变体保留酯合成酶和/或酰基转移酶活性或具有增强的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在示例性的实施方案中，SEQ ID NO : 18的395位甘氨酸残基被精氨酸或赖氨酸残基取代，其中所得到的酯合成酶变体保留催化硫脂转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的能力，或具有增强的这种能力。在一些实施方案中，所述酯合成酶变体包含一个或多个以下保守型氨基酸(conserved amino acid)取代诸如丙氨酸、纟颜氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的脂肪族氨基酸被另一脂肪族氨基酸替换；丝氨酸被苏氨酸替换；苏氨酸被丝氨酸替换；诸如天冬氨酸和谷氨酸的酸性残基被另一酸性残基替换；诸如天冬酰胺和谷氨酰胺的携带酰胺基的残基被另一携带酰胺基的残基替换；诸如赖氨酸和精氨酸的碱性残基被另一碱性残基交换；以及诸如苯丙氨酸和酪氨酸的芳香族残基被另一芳香族残基替换。在一些实施方案中，所述酯合 成酶变体具有约 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100 或更多个氨基酸取代、添加、插入或缺失。在一些实施方案中，所述多肽变体具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性。例如，酯合成酶多肽能够利用醇作为底物催化硫脂转化为脂肪酸和/或脂肪酸衍生物。在非限制性的实例中，该多肽能够利用适合的醇底物催化脂肪酰CoA和/或脂肪酰ACP转化为脂肪酸和/或脂肪酯，所述醇底物例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇或十六醇。在另一非限制性的实例中，在硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者不存在的情况下，酯合成酶多肽能够催化脂肪酰ACP和/或脂肪酰CoA转化为脂肪酸和/或脂肪酯。在另一实施方案中，在硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者不存在的情况下，该多肽能够催化游离脂肪酸转化为脂肪酯。在一些实施方案中，酯合成酶多肽长度为约200个氨基酸-约2000个氨基酸，例如长度为约250-约1500个氨基酸残基，长度为约300-约1200个氨基酸残基，长度为约350-约100个氨基酸残基，长度为约400-约800个氨基酸残基或长度为约450-约600个氨基酸残基。在某些实施方案中，酯合成酶多肽长度为约300个氨基酸残基或更长，例如长度为约400个氨基酸残基或更长，或长度为约450个氨基酸残基或更长。在某些相关实施方案中，酯合成酶多肽长度为约1，000个氨基酸残基或更短，例如长度为约800个氨基酸残基或更短，例如长度为约700个氨基酸残基或更短，或长度为约600个氨基酸残基或更短。示例性的本发明的酯合成酶长度为约500个氨基酸残基。在一些实施方案中，所述方法还包括在所述宿主细胞中改变编码酯合成酶的基因的表达。在某些实施方案中，改变编码酯合成酶的基因的表达包括在宿主细胞中表达编码酯合成酶的基因和/或提高宿主细胞中内源酯合成酶的表达或活性。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，所述方法包括在所述宿主细胞中改变编码硫酯酶的基因的表达。在某些实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括在宿主细胞中表达编码硫酯酶的异源基因和/或提高宿主细胞中内源硫酯酶的表达和/或活性。在可选实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或降低宿主细胞中内源硫酯酶的表达和/或活性。在某些实施方案中，改变宿主细胞中硫酯酶的表达包括在功能上使编码硫酯酶的内源基因缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3、fatA或fatAl编码。可以使用多种已知的体外或体内检测方法来测定或检测硫酯酶活性，包括但不限于酰基CoA水解检测，其利用DTNB (5，5’ - 二硫-双(2-硝基苯甲酸))反应检测酰基CoA底物的分解速率和并监测412nm处吸收的改变以及13，600M^cm^的摩尔消光系数。领域内已知多种酯合成酶可以具有重叠的硫酯酶活性。然而，如本文所用的术语“酯合成酶”不包括还具有硫酯酶活性的那些酶。同时具有酯合成酶活性和硫酯酶活性的酶在本文被归类为硫酷酶。在另一方面，本发明特征在于制备脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法，包括在宿主细胞中不存在硫酯酶或硫酯酶活性的情况下，在宿主细胞中表达编码酯 合成酶的基因。在某些实施方案中，经过基因工程处理宿主细胞以相对于野生型宿主细胞的水平表达减弱水平的脂肪酸降解酶。脂肪酸降解酶的实例包括但不限于，酰基CoA合成酶EC2. 3. I. 86或EC 6. 2. I. 3。可以从中发现脂肪酸降解酶的宿主细胞的实例包括酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、解脂假丝酵母(Candida lipolytica)、大肠杆菌(Escherichia coli)、节杆菌(Arthrobacter)、粘红酵母(Rhodotorula glutinins)、不动杆菌(Acinetobacter)、解脂假丝酵母(Candida lipolytica)、布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii)、弗氏弧菌(Vibrio furnissii)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、藤黄微球菌(Micrococcus Ieuteus)、嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophila)或枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis)。在一些实施方案中，经过基因工程处理的宿主细胞以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由 fadD、fadK、BH3103、yhfL、Pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、RPC_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p或编码蛋白ZP_01644857的基因所编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，使诸如酰基CoA合成酶基因的脂肪酸降解被在功能上缺失使得宿主细胞不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，将宿主经过基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、减弱水平的脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶、或以上二者在功能上被缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性、酰基CoA合成酶活性、或不具有以上二者。在一些实施方案中，宿主细胞可以从硫脂和醇底物产生脂肪酸和/或衍生物。在可选实施方案中，宿主细胞可以从游离脂肪酸和醇底物产生脂肪酯。在一些实施方案，酯合成酶多肽来源于，例如细菌、植物、昆虫、酵母、真菌或哺乳动物。在某些实施方案中，酯合成酶多肽来源于哺乳动物细胞、植物细胞、昆虫细胞、真菌细胞、丝状真菌细胞、细菌细胞、蓝细菌细胞、或本文所述的任何其他有机体的细胞。在某些实施方案中，天然存在的酯合成酶来自于酸杆菌(Acidobacteria)、热酸菌(Acidothermus)、不动杆菌(Acinetobacter)、气单胞菌(Aeromonas)、食烧菌(Alcanivorax)、产喊杆菌(Alcaligenes)、交替单胞菌(Alteromonas)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)、鼠耳芥(Arabidopsis)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、赤细菌(Eythrobacter)、弗兰克氏菌(Frankia)、海床杆菌(Fundibacter)、哈赫拉菌(Hahella che juensis)、两面神菌(Janibacter)、湖沉积杆菌(Limnobacter)、海杆菌(Marinobacter)、Methylibium、微颤菌(Microscilla)、摩替亚氏菌(Moritella)、小家鼠(Mus musculus)、分枝杆菌(Mycobacterium)、粘球菌(Myxococcus)、嗜盐减单胞菌(Natronomonas)、诺卡氏菌(Nocardia)、类诺卡氏菌(Nocardioides)、发光细菌(Photobacterium)、变形细菌(Proteobacterium)、Plesiocystis、Polaromonas、假单胞菌(Pseudomonas)、嗜冷杆菌(Psychrobacter)、Reinekea、红育菌(Rhodoferax)、红球菌(Rhodococcus)、玫瑰弯菌(RoseifIexus)、糖多抱菌(Saccharopolyspora)、SalinibacterΛ Simmodsia SolibacterΛ鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis)、标记菌(Stigmatella)、链霉菌(Streptomyces)、黏着杆菌(Tenacibaculum)、或黑粉菌(Ustilago)。在具体实施方案中，本发明的天然存在的酯合成酶来源于以下的任何一种酸杆菌(Acidobacteria bacterium)、解纤维热酸菌(Acidothermus cellulolyticus)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、贝氏不动杆菌(Acinetobacter baylyi)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、杀鲑产气 单胞菌(Aeromonas salmonicida)、真养产减菌(Alcaligenes europhus)、泊库岛食焼菌(Alcanivorax borkumensis)、亚德食焼菌(Alcanivorax jadensis)、麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter dehalogenans)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter sp.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、日本慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)、弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)、海滨赤细菌(Erythrobacter Iitoralis)、赤细菌(Erythrobacter sp.)、弗兰克氏菌(Frankia sp. )、Fundibacter jadensis、Y 变型菌(gamma proteobacterium)、哈赫拉菌(Hahella che juensis)、智人(Homo sapiens)、两面神菌(Janibacter sp.)、湖沉积杆菌(Limnobacter sp.)、海洋 Y 变型菌(marine gamma proteobacterium)、栖藻海杆菌(Marin obacter algicola)、水油海杆菌(Marinobacter aquaeolei)、除径海杆菌(Marinobacter hydrocarbinoclasticus)、海杆菌(Marinobacter sp. )、Methylibiumpetroleiphilum、海洋微颤菌(Microscilla marina)、摩替亚氏菌(Moritella sp·)、高山被抱霉(Mortierella alpina)、小家鼠(Mus musculus)、胺肿分枝杆菌(Mycobacteriumabscessus)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)、牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、浅黄分枝杆菌(Mycobacterium gilvum)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、海分枝杆菌(Mycobacterium marinum)、耳止垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)、分枝杆菌(Mycobacterium sp.)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、溃痕分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans)、Mycobacterium vanbaalenii、禮黄色粘球菌(Myxococcus xanthus)、法老嗜盐减单胞菌(Natronomonas pharaonis)、皮疽诺卡氏菌(Nocardia farcinica)、类诺卡氏菌(Nocardioides sp.)、深海嗜压菌(Photobacterium profundum)、太平洋邻囊菌(Plesiocystis pacifica)、萘降解极地单胞菌(Polaromonas naphthalenivorans)、极地单胞菌(Polaromonas sp·)、铜绿假单胞菌(Psudomonas aeruginosa)、绿胺杆菌(Psychrobacter arcticus)、北极嗜冷杆菌(Psychrobacter cryohalolentis)、嗜冷杆菌(Psychrobacter sp. )、Reinekea sp.、不透明红球菌(Rhodococcus opacus)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、红球菌(Rhodococcus sp.)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、玫瑰弯菌(Roseiflexussp. )、Roseiflexus castenholzii、酉良酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、红色糖多抱菌(Saccharopolyspora erythraea)、嗜盐菌(Salinibacter ruber)、Simmodsiachinensis、Solibacter usitatus、阿拉斯加鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis alaskensis)、澄色标记菌(Stigmatella aurantiaca)、除虫链霉菌(Streptomyces avermitilis)、天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、黏着杆菌(Tenacibaculum sp.)和玉米黑粉菌(Ustilago maydis)。在特定的实施方式中，编码酯合成酶或其变体的基因被超表达。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在某些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在某些实施方案中，表达降低水平的外膜蛋白受体的宿主细胞对噬菌体感染有抵抗力。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一 些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠杆菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。包含这样的外膜蛋白受体的宿主细胞包括，例如啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、解脂耶氏酵母(Candida lipolytica)、大肠杆菌(Escherichia coli)、节杆菌(Arthrobacter)、黏红酵母(Rhodotorula glutinins)、不动菌(Acinetobacter)、解脂耶氏酵母(Candida lipolytica)、布朗葡萄藻(Botryococcusbraunii)、弗氏弧菌(Vibrio furnissii)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)、藤黄微球菌(Micrococcus Ieuteus)、嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophila)、或枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在某些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶多肽的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在一些实施方案总，该方法包括在允许酯合成酶或其适合的变体表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在又一实施方案中，该方法包括在允许产生脂肪酸或其衍生物的条件下培养所述宿主细胞，所述脂肪酸或其衍生物的产生是通过由酯合成酶或其变体催化而没有硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者参与的酶促反应。在某些实施方案中，酯合成酶多肽的生物底物是硫脂。在其他实施方案中，所述生物底物是醇，例如短链或长链脂肪醇。在又一实施方案中，所述生物底物是游离脂肪酸。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸和/或包括例如脂肪酸酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达编码酯合成酶或其变体的基因，所述酯合成酶或其变体包含与 SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO:24, SEQ ID N0:25 或 SEQ ID N0:26 的氨基酸序列具有至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约65%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约91%、至少约92%、至少约93%、至少约94%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%、至少约99%的序列同一性的氨基酸序列。在某些实施方案中，所述酯合成酶具有SEQ ID NO: 18, SEQID NO:24,SEQ ID NO:25或SEQ ID NO:26的氨基酸序列。在一些实施方案中，该方法还包括从经过基因工程处理的宿主细胞中分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在某些实施方案中，月旨肪酸或脂肪酸衍生物部分地或全部地自发分泌到细胞外环境。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物借助于或不借助于ー种或多种适合的转运蛋白而被转运到细胞外环境。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动被转运到细胞外环境。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在某些实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在一些实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括在宿主细胞中表达编码硫酯酶的异源基因和/或増加宿主细胞中内源硫酯酶的表达或活性。在可选实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达。在一些实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括在功能上使编码硫酯酶的内源基因缺失。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的 tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3、fatA 或 fatAl 编码。 在一些实施方案中，将宿主细胞经过基因工程处理以相对于野生型宿主细胞中的脂肪酸降解酶水平表达减弱水平的脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2. 3. I. 86或EC 6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由 fadD、fadK、BH3103、yhfL、ΡΠ-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、RPC_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基Cok合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、减弱水平的脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、酰基CoA合成酶或以上ニ者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性或脂肪酸降解酶活性。在一些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少ー种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的ー个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在某些实施方案中，酷合成酶多肽来源于细菌、植物、昆虫、酵母、真菌或哺乳动物。在一些实施方案中，所述多肽来自哺乳动物细胞、植物细胞、昆虫细胞、酵母细 胞、真菌细胞、丝状真菌细胞、细菌细胞或任何其他本文所述的有机体的细胞。在某些实施方案中，酯合成酶来自于酸杆菌(Acidobacteria)、热酸菌(Acidothermus)、不动杆菌(Acinetobacter)、气单胞菌(Aeromonas)、食烧菌(Alcanivorax)、产喊杆菌(Alcaligenes)、交替单胞菌(Alteromonas)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)、鼠耳芥(Arabidopsis)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、赤细菌(Erythrobacter)、弗兰克氏菌(Frankia)、海床杆菌(Fundibacter)、哈赫拉菌(Hahellach che juensis)、两面神菌(Janibacter)、湖沉积杆菌(Limnobacter)、海杆菌(Marinobacter)、Methylibium、微颤菌(Microscilla)、摩替亚氏菌(Moritella)、小家鼠(Mus musculus)、分枝杆菌(Mycobacterium)、粘球菌(Myxococcus)、嗜盐减单胞菌(Natronomonas)、诺卡氏菌(Nocardia)、类诺卡氏菌(Nocardioides)、发光细菌(Photobacterium)、变形细菌(Proteobacterium)、Plesiocystis、Polaromonas、假单胞菌(Pseudomonas)、嗜冷杆菌(Psychrobacter)、Reinekea、红育菌(Rhodoferax)、红球菌(Rhodococcus)、玫瑰弯菌(Roseii丄exus)、糖多抱國(Saccnaropolysporaノ、 Salinibacter、 Mmmodsia SolibacterΛ鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis)、标记菌(Stigmatella)、链霉菌(Streptomyces)、黏着杆菌(Tenacibaculum)、或黑粉菌(Ustilago)。 在具体实施方案中，酯合成酶来源于以下的任何ー种酸杆菌(Acidobacteriabacterium)、解纤维热酸菌(Acidothermus cellulolyticus)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、贝氏不动杆菌(Acinetobacter baylyi)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、杀鲑产气单胞 菌(Aeromonas salmonicida)、真养产减菌(Alcaligenes europhus)、泊库岛食焼菌(Alcanivorax borkumensis)、亚德食焼菌(Alcanivorax jadensis)、麦氏交替单胞囷(Alteromonas macleodiiノ、厌氧粘细囷(Anaeromyxobacter dehalogenans)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter sp.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、日本慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)、弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)、海滨赤细菌(Erythrobacter Iitoralis)、赤细菌(Erythrobacter sp.)、弗兰克氏菌(FranKia sp. ノ、Fundibacter jadensis、Y 变型菌(gamma proteobacterium)、哈赫拉菌(Hahella che juensis)、智人(Homo sapiens)、两面神菌(Janibacter sp.)、湖沉积杆菌(Limnobacter sp.)、海洋 Y 变型菌(marine gamma proteobacterium)、栖藻海杆菌(Marinobacter algicola)、水油海杆菌(Marinobacter aquaeolei)、除径海杆菌(Marinobacter hydrocarbinoclasticusノ、海杆菌(Marinobacter sp. )、Methylibiumpetroleiphilum、海洋微颤菌(Microscilla marina)、摩替亚氏菌(Moritella sp·)、高山被抱霉(Mortierella alpine)、小家鼠(Mus musculus)、胺肿分枝杆菌(Mycobacteriumabscessus)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)、牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、浅黄分枝杆菌(Mycobacterium gilvum)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、海分枝杆菌(Mycobacterium marinum)、耳止扼分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)、分枝杆菌(Mycobacterium sp.)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、溃场分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans)、Mycobacterium vanbaalenii、禮黄色粘球菌(Myxococcus xanthus)、法老嗜盐减单胞菌(Natronomonas pharaonis)、皮疽诺卡氏菌(Nocardia farcinica)、类诺卡氏菌(Nocardioides sp.)、深海嗜压菌(Photobacterium profundum)、太平洋邻囊菌(Plesiocystis pacifica)、萘降解极地单胞菌(Polaromonas naphthalenivorans)、极地单胞菌(Polaromonas sp·)、铜绿假单胞菌(Psudomonas aeruginosa)、绿胺杆菌(Psychrobacter arcticus)、北极嗜冷杆菌(Psycnrobacter cryohaloientis)、ロ音冷杆 1 (Psychrobacter sp. )、Reinekea sp.、づマ透明红球菌(Rhodococcus opacus)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、红球菌(Rhodococcus sp·)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、玫瑰弯菌(Roseiflexussp. )、Roseiflexus castenholzii、酉良酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、红色糖多抱菌(Saccharopolyspora erythraea)、嗜盐菌(Salinibacter ruber)、Simmodsiachinensis、Solibacter usitatus、阿拉斯加鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis alaskensis)、澄色标记菌(Stigmatella aurantiaca)、除虫链霉菌(Streptomyces avermitilis)、天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、黏着杆菌(Tenacibaculum sp.)和玉米黑粉菌(Ustilago maydis)。在特定的实施方式中，编码酯合成酶或其变体的基因被超表达。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶多肽的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，该方法包括在足以允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性或酰基CoA合成酶活性或不具有以上二者。在一些实施方案中，该方法包括在足以允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在某些实施方案中，在硫脂底物的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，在醇的存在下培养宿主细胞。在又一实施方案中，在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸和/或包括例如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达与SEQ ID NO 27,SEQID NO :28、SEQ ID N0:29或SEQID NO :30的核苷酸序列的互补序列或其片段杂交的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性的多肽。例如，该多肽可以利用一种或多种醇作为底物催化硫脂转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物。在具体实施方案中，适合的硫脂底物包括诸如脂肪酰CoA的酰基CoA和诸如脂肪酰ACP的酰基ACP。适合的醇底物包括，例如，短链或长链醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、庚醇、癸醇、十二醇、十四醇或十六醇。在一些实施方案中，该多肽可以催化游离脂肪酸转化为脂肪酯。在一些实施方案中，所述多核苷酸与SEQ ID NO:27,SEQ ID NO:28,SEQ ID NO:29或SEQ ID N0:30的核苷酸序列的互补序列或其片段在低严紧性、中严紧性、高严紧性或极高严紧性(stringency)条件下杂交。在某些实施方案中，该多核苷酸包含已被密码子优化以用于在选择的宿主细胞中表达或超表达的序列。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物部分地或全部地从宿主细胞自发分泌。在可选实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物借助于或不借助于一种或多种转运蛋白而被转运到细胞外环境。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动地被转运到细胞外环境。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在某些其他实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在某些实施方案 中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括在宿主细胞中表达编码硫酯酶的异源基因和/或增加宿主细胞中内源硫酯酶的表达或活性。在可选实施方案中，改变编码硫酯酶的基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上使内源硫酯酶缺失。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3、fatA或fat AI编码。在一些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. I. 86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、BH3103、yhfL、pfl-4354、eavl5023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35> fadDD22> faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成 酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在一些实施方案中，宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、减弱水平的脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者被在功能上缺失。在某些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性或脂肪酸降解酶活性。在一些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在其他实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体CpgO受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在某些实施方案中，酯合成酶来源于细菌、植物、昆虫、酵母、真菌或哺乳动物。在一些实施方案中，酯合成酶来自哺乳动物细胞、植物细胞、昆虫细胞、酵母细胞、真菌细胞、丝状真菌细胞、细菌细胞或任何其他本文所述的有机体的细胞。在某些实施方案中，所述多核苷酸来自于酸杆菌(Acidobacteria)、热酸菌(Acidothermus)、不动杆菌(Acinetobacter)、气单胞菌(Aeromonas)、食烧菌(Alcanivorax)、产喊杆菌(Alcaligenes)、交替单胞菌(Alteromonas)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter)、鼠耳芥(Arabidopsis)、慢生根瘤菌(Bradyrhizobium)、赤细菌(Erythrobacter)、弗兰克氏菌(Frankia)、海床杆菌(Fundibacter)、哈赫拉菌(Hahella che juensis)、两面神菌(Janibacter)、湖沉积杆菌(Limnobacter)、海杆菌(Marinobacter)、Methylibium、微颤菌(Microscilla)、摩替亚氏菌(Moritella)、小家鼠(Mus musculus)、分枝杆菌(Mycobacterium)、粘球菌(Myxococcus)、嗜盐喊单胞菌(Natronomonas)、诺卡氏菌(Nocardia)、类诺卡氏菌(Nocardioides)、发光细菌(Photobacterium)、变形细菌(Proteobacterium)、Plesiocystis、Polaromonas、假单胞菌(Pseudomonas)、嗜冷杆菌(Psychrobacter)、Reinekea、红育菌(Rhodoferax)、红球菌(Rhodococcus)、玫瑰弯菌(Roseiflexus)、糖多抱菌(Saccharopolyspora) > Salinibacter、Simmodsia Solibacter>鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis)、标记菌(Stigmatella)、链霉菌(Streptomyces)、黏着杆菌(Tenacibaculum)、或黑粉菌(Ustilago)。
在具体实施方案中，酯合成酶多核苷酸来源于以下的任何一种酸杆菌(Acidobacteria bacterium)、角军纤维热酸菌(Acidothermus cellulolyticus)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、贝氏不动杆菌(Acinetobacter baylyi)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)、杀鲑产气单胞菌(Aeromonas salmonicida)、真养产减菌(Alcaligenes europhus)、泊库岛食焼菌(Alcanivorax borkumensis)、亚德食焼菌(Alcanivorax jadensis)、麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter dehalogenans)、厌氧粘细菌(Anaeromyxobacter sp.)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)、日本慢生根瘤菌(Bradyrhizobium japonicum)、弯曲隐球菌(Cryptococcus curvatus)、海滨赤细菌(Erythrobacter Iitoralis)、赤细菌(Erythrobacter sp.)、弗兰克氏菌(Frankia sp. )、Fundibacter jadensis、Y 变型菌(gamma proteobacterium)、哈赫拉菌(Hahella che juensis)、智人(Homo sapiens)、两面神菌(Janibacter sp.)、湖沉积杆菌(Limnobacter sp.)、海洋 Y 变型菌(marine gamma proteobacterium)、栖藻海杆菌(Marinobacter algicola)、水油海杆菌(Marinobacter aquaeolei)、除径海杆菌(Marinobacter hydrocarbinoclasticus)、海杆菌(Marinobacter sp. )、Methylibiumpetroleiphilum、海洋微颤菌(Microscilla marina)、摩替亚氏菌(Moritella sp·)、高山被抱霉(Mortierella alpine)、小家鼠(Mus musculus)、胺肿分枝杆菌(Mycobacteriumabscessus)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)、牛分枝杆菌(Mycobacterium bovis)、浅黄分枝杆菌(Mycobacterium gilvum)、麻风分枝杆菌(Mycobacterium leprae)、海分枝杆菌(Mycobacterium marinum)、耳止垢分枝杆菌(Mycobacterium smegmatis)、分枝杆菌(Mycobacterium sp.)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、溃痕分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans)、Mycobacterium vanbaalenii、禮黄色粘球菌(Myxococcus xanthus)、法老嗜盐减单胞菌(Natronomonas pharaonis)、皮疽诺卡氏菌(Nocardia farcinica)、类诺卡氏菌(Nocardioides sp.)、深海嗜压菌(Photobacterium profundum)、太平洋邻囊菌(Plesiocystis pacifica)、萘降解极地单胞菌(Polaromonas naphthalenivorans)、极地单胞菌(Polaromonas sp·)、铜绿假单胞菌(Psudomonas aeruginosa)、绿胺杆菌(Psychrobacter arcticus)、北极嗜冷杆菌(Psychrobacter cryohalolentis)、嗜冷杆菌(Psychrobacter sp. )、Reinekea sp.、不透明红球菌(Rhodococcus opacus)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、红球菌(Rhodococcus sp·)、铁还原红育菌(Rhodoferax ferrireducens)、玫瑰弯菌(Roseiflexussp.)、Roseiflexus castenholzii、酉良酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、红色糖多抱菌(Saccharopolyspora erythraea)、嗜盐菌(Salinibacter ruber)、Simmodsiachinensis、Solibacter usitatus、阿拉斯加鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis alaskensis)、禮色标记菌(Stigmatella aurantiaca)、除虫链霉菌(Streptomyces avermitilis)、天蓝色链霉菌(Streptomyces coelicolor)、灰色链霉菌(Streptomyces griseus)、黏着杆菌(Tenacibaculum sp.)和玉米黑粉菌(Ustilago maydis) □在具体实施方案中，编码酯合成酶的多核苷酸或其变体被超表达。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶多肽的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，该方法包括在足以允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在一些实施方案中，该方法还包括在足以允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在一些实施方案中，该方法包括在诸如脂肪酰CoA或脂肪酰ACP的硫脂底物的存在下培养宿主细胞。在某些其他实施方案中，该方法包括在醇底物的存在下培养宿主细胞。在仍然其他实施方案中，该方法包括在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达编码具有SEQ ID NO :18的氨基酸序列的酯合成酶的外源基因或其变体。或者，该方法包括使用遗传改变操纵宿主细胞的编码SEQ ID NO: 18的酯合成酶的内源酯合成酶基因或其变体。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。
在又一方面，本发明特征为使用纯化的具有SEQ ID NO :18的氨基酸序列的酯合成酶或其变体在细胞外从底物产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法。在一实施方案中，在允许酯合成酶或其变体表达或超表达的条件下培养宿主细胞。然后收获并溶解宿主细胞。任选地，将所得混合物纯化。在允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下将诸如本文所述的那些底物的适合的底物添加到无细胞的提取物中。在一些实施方案中，酯合成酶变体包含具有一个或多个氨基酸取代、添加、插入或缺失的SEQ ID NO: 18的氨基酸序列，其中所述多肽具有酯合成酶活性和/或酰基转移酶活性。在某些实施方案中，酯合成酶变体具有增加的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。例如，酯合成酶多肽可以具有增加的利用醇作为底物催化硫脂转化为脂肪酯的能力。硫脂底物包括，例如诸如脂肪酰CoA或脂肪酰ACP的脂肪硫脂。在一些实施方案中，酯合成酶变体可以具有增加的利用醇作为底物催化游离脂肪酸转化为脂肪酯的能力。醇底物包括，例如，长链或短链醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇或十六醇。在一些实施方案中，酯合成酶变体包含具有一个或多个非保守氨基酸取代、添加、插入或缺失的SEQ ID N0:18的氨基酸序列，其中所述变体保留酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在一些实施方案中，酯合成酶变体具有改善的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在示例性的实施方案中，SEQ ID NO: 18的395位处的甘氨酸残基被碱性氨基酸残基取代，并且所得的酯合成酶变体保留或具有改善的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在一些实施方案中，SEQ ID NO: 18的395位处的甘氨酸残基被精氨酸或赖氨酸残基取代，并且所得的酯合成酶变体具有改善的酯合成酶和/或酰基转移酶活性。在一些实施方案中，酯合成酶变体包含一个或多个保守氨基酸取代。在一些实施方案中，酯合成酶变体具有约 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100
或更多个氨基酸取代、添加、插入或缺失。在一些实施方案中，酯合成酶变体具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性。例如，多肽可以利用醇作为底物催化硫脂转化为脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物。在可选实施方案中，多肽可以从何时的游离脂肪酸和醇产生脂肪酯，所述醇例如长链或短链醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、癸醇、十二醇、十四醇或十六醇。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在某些实施方案中，改变硫酯酶基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上缺失这类基因。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3> fatA 或 fatAl 编码。在一些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. I. 86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、BH3103、yhfL、pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不表达酰基CoA合成酶或不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、减弱水平的脂肪酸降解酶或以上二者。在示例性的实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测水平的硫酯酶活性或酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。 在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶多肽的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，该方法包括在允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在允许产生所需脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在一些实施方案中，该方法包括在硫脂底物的存在下培养宿主细胞。在某些其他实施方案中，该方法包括在醇的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达编码酯合成酶多肽的基因，所述酯合成酶包含与SEQ IDNO: 18的氨基酸序列具有至少约35%的序列同一性，例如至少约40%、50%、60%、70%、80%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的序列同一性的氨基酸序列。在其他实施方案中，将宿主细胞工程处理以具有减弱水平的硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者。或者，硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞不具有可检测的硫酯酶活性或酰基CoA合成酶活性。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离由此产生的脂肪酸或脂肪酸衍生物。在可选实施方案中，本发明还特征为使用纯化的与SEQ ID NO :18的氨基酸序列具有至少约35%序列同一性的酯合成酶在细胞外从适合的底物产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法。在示例性的实施方案中，在允许酯合成酶或其变体表达或超表达的条件下培养宿主细胞。然后收获并溶解宿主细胞。任选地，将所得混合物纯化。在允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下将诸如本文所述的那些底物的适合的底物添加到无细胞的提取物中。在一些实施方案中，本发明的酯合成酶或适合的变体的氨基酸序列与SEQ IDNO: 18具有至少约35%、至少约40%、至少约45%、至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约65%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约91%、至少约92%、至少约93%、至少约94%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%、至少约99%的序列同一性。在一些实施方案中，酯合成酶的氨基酸序列是SEQ ID NO: 18。示例性的酯合成酶多肽包括GenBank登录号为ZP_01915978 (SEQ ID NO :41)的来自湖沉积杆菌MED105 (Limnobacter sp. MED105)的酯合成酶，其与来自除烃海杆菌DSM8798 (Marinobacter hydrocarbonclasticus DSM 8798)的酯合成酶的氨基酸序列 SEQID NO: 18具有约51%的序列同一性。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在某些实施方案中，改 变硫酯酶基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上缺失该基因。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3> fatA 或 fatAl 编码。在一些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. I. 86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、BH3103、yhfL、pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不表达酰基CoA合成酶或不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶或以上二者。在示例性的实施方案中，硫酯酶、酰基CoA合成酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达在低严紧性、中严紧性、高严紧性或超高严紧性条件下与SEQID NO 27的互补序列或其片段杂交的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码具有酯合成酶和/或酰基转移酶活性的多肽。例如，该多肽具有酯合成酶活性并可以利用醇作为底物将硫脂转化为脂肪酯。适合的硫脂底物包括，例如诸如脂肪酰CoA或脂肪酰ACP的脂肪硫脂。在其他实施方案中，宿主细胞从游离脂肪酸和醇底物产生脂肪酯。适合的醇底物包括，例如，长链或短链醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、己醇、辛醇、庚醇、癸醇、十二醇、十四醇或十六醇。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话，则未被修饰。在其他实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在一些实施方案中，改变硫酯酶基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上缺失该基因。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3> fatA 或 fatAl 编码。在一些实施方案中，将宿主细胞经过基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. I. 86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、 BH3103、yhfL、pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不表达酰基CoA合成酶或不具有可检测的酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、酰基CoA合成酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，该方法包括在允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在一些实施方案中，该方法包括在硫脂底物的存在下培养宿主细胞。在一些其他实施方案中，该方法包括在醇底物的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离由此产生的脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物部分地或全部地从宿主细胞自发分泌。在可选实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物借助于或不借助于一种或多种适合的转运蛋白而被转运到细胞外环境。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动地被转运到细胞外环境。在可选实施方案中，本发明特征为在细胞外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法，所述方法利用纯化的由与SEQ ID NO :27的互补序列或其片段杂交的多核苷酸编码的酯合成酶和适合的底物。例如，可以在允许酯合成酶或其变体表达或超表达的条件下培养宿主细胞，然后收获和溶解细胞。任选地，所得混合物可以被纯化。在允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下将诸如本文所述的那些底物的适合的底物添加到无细胞的提取物中。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。本发明包括在宿主细胞中表达重组载体，所述重组载体包含与
图16的多核苷酸序列具有至少约50%序列同一'丨生的酯合成酶多核苷酸序列。在一些实施方案中，核苷酸序列与SEQID NO :27、28、29或30的核苷酸序列具有至少约50%、至少约55%、至少约60%、至少约65%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约91%、至少约92%、至少约93%、至少约94%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%、至少约99%的序列同 一性。在一些实施方案中，核苷酸序列是SEQ ID NO 27, SEQ ID NO :28、SEQ ID NO :29或SEQ ID NO :30。在示例性的实施方案中，重组载体包含SEQ ID NO :42的酯合成酶多核苷酸序列(从编码来自湖沉积杆菌MED105的酯合成酶同系物的多核苷酸密码子优化的)，其与SEQ ID NO :27具有约50%的序列同一性，可以在宿主细胞中表达以产生脂肪酸和/或其衍生物。在某些实施方案中，将宿主细胞进行工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、脂肪酸降解酶或以上二者被在功能上缺失。在某些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物部分地或全部地从宿主细胞自发分泌。在可选实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物借助于或不借助于一种或多种适合的转运蛋白而被转运到细胞外环境。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动地被转运到细胞外环境。在另一方面，本发明还特征为在细胞外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法，其中在允许酯合成酶表达或超表达的条件下培养包含重组载体的宿主细胞，所述重组载体包含与图16所列的核苷酸序列具有至少约50%序列同一'丨生的酯合成酶核苷酸序列。然后收获并溶解宿主细胞。任选地，将所得混合物纯化。然后在允许体外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下将适合的底物添加到无细胞提取物中。在一些实施方案中，重组载体还包含可操作地连接到编码酯合成酶或适合的变体的核苷酸序列的启动子。在某些实施方案中，所述启动子是发育调节性、或细胞器特异性、组织特异性、诱导型、组成型或细胞特异性启动子。在其他实施方案中，所述重组载体包含至少一个选自以下的序列(a)可操作地连接到所述核苷酸序列的调节序列；(b)可操作地连接到所述核苷酸序列的选择标记；(C)可操作地连接到所述核苷酸序列的标记序列；(d)可操作地连接到所述核苷酸序列的纯化部分；(e)可操作地连接到所述核苷酸序列的分泌序列(secretion sequence);和(f)可操作地连接到所述核苷酸序列的导向序列(targeting sequence)。在一些实施方案中，重组载体是质粒。在一些实施方案中，宿主细胞表达由重组载体编码的酯合成酶多肽。在一些实施方案中，所述核苷酸序列被稳定并入所述宿主细胞的基因组DNA，并且所述核苷酸序列的表达受可调型启动子区的控制。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话则未被修饰。在其他实施方案中，该方法包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在一些实施方案中，改变硫酯酶基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上缺失该基因。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2、fatB3> fatA 或 fatAl 编码。在一些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低 的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. 1.86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、BH3103、yhfL、pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不表达酰基CoA合成酶或不具有酰基CoA合成酶活性。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在一些实施方案中，该方法包括在允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在一些实施方案中，该方法包括在硫脂底物的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在醇底物的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在另一方面，本发明特征为产生脂肪酸和/或诸如脂肪酯的脂肪酸衍生物的方法。该方法包括在宿主细胞中表达包含酯合成酶核酸序列的重组载体，所述酯合成酶核酸序列与SEQ ID N0:27的核酸序列具有至少约50%的序列同一性。在某些实施方案中，及宿主细胞进行工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶或以上二者。在示例性的实施方案中，内源硫酯酶、酰基CoA合成酶或以上二者被在功能上缺失。在一些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在一些实施方案中，该方法还包括从宿主细胞中分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物存在于细胞外环境。在某些实施方案中，从宿主细胞的细胞外环境分离脂肪酸或脂肪酸衍生物。在一些实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物部分地或全部地从宿主细胞自发分泌。在可选实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物借助于或不借助于一种或多种适合的转运蛋白而被转运到细胞外环境。在其他实施方案中，脂肪酸或脂肪酸衍生物被动地被转运到细胞外环境。在又一方面，本发明特征为在细胞外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的体外方法，其中宿主细胞包含重组载体，所述重组载体进而包含与SEQID NO 27具有至少约50%同一性的酯合成酶多核苷酸序列，并且其中在允许酯合成酶表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。然后收获并溶解宿主细 胞。任选地，将所得混合物纯化。然后在允许体外产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下将适合的底物添加到无细胞提取物中，适合的底物例如选自本文所述的那些中的一个。在一些实施方案中，所述核苷酸序列与SEQ ID N0:27的核苷酸序列具有至少约55%、至少约60%、至少约70%、至少约75%、至少约80%、至少约85%、至少约90%、至少约91%、至少约92%、至少约93%、至少约94%、至少约95%、至少约96%、至少约97%、至少约98%或至少约99%的序列同一性。在一些实施方案中，所述核苷酸序列是SEQ ID N0:27。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话则未被修饰。在某些其他实施方案中，该方法还包括改变宿主细胞中编码硫酯酶的基因的表达。在某些实施方案中，改变硫酯酶基因的表达包括减弱宿主细胞中编码硫酯酶的内源基因的表达和/或在功能上缺失该基因。在具体实施方案中，硫酯酶由tesA、无前导序列的tesA、tesB、fatB、fatB2> fatB3、fatA 或 fatAl 编码。在一些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞降低的水平来表达脂肪酸降解酶。示例性的脂肪酸降解酶包括，但不限于EC 2.3. 1.86或EC6. 2. I. 3的酰基CoA合成酶。在具体实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的由fadD、fadK、BH3103、yhfL、pfl-4354、EAV15023、fadDl、fadD2、rpc_4074、fadDD35、fadDD22、faa3p 或编码蛋白ZP_01644857的基因编码的酰基CoA合成酶。在某些实施方案中，诸如酰基CoA合成酶基因的上述脂肪酸降解酶被在功能上缺失使得宿主细胞不表达酰基CoA合成酶或不具有酰基CoA合成酶活性。在某些实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以表达减弱水平的硫酯酶、减弱水平的诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶或以上二者。在一些实施方案中，硫酯酶、酰基CoA合成酶或以上二者被在功能上缺失。在某些实施方案中，宿主细胞可以产生脂肪酸和/或其衍生物。在其他实施方案中，将宿主细胞进行基因工程处理以相对于野生型宿主细胞表达降低水平的至少一种以下基因编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因、编码外膜蛋白受体的基因、和编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因中的一个或多个被在功能上缺失。在一些实施方案中，编码酰基CoA脱氢酶的基因是fadE。在一些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是编码铁色素、大肠菌素M、噬菌体Tl、噬菌体T5或噬菌体φ80受体的一个基因。在某些实施方案中，编码外膜蛋白受体的基因是fhuA(又被称为tonA)。在又一实施方案中，编码脂肪酸生物合成的转录调控子的基因是fabR。在一些实施方案中，重组载体还包含可操作地连接到编码酯合成酶或其变体的核苷酸序列的启动子。在某些实施方案中，所述启动子是发育调节性、或细胞器特异性、组织特异性、诱导型、组成型或细胞特异性启动子。在其他实施方案中，所述重组载体包含至少一个选自以下的序列(a)可操作地连接到所述核苷酸序列的调节序列；(b)可操作地连接到所述核苷酸序列的选择标记；(C)可操作地连接到所述核苷酸序列的标记序列；(d)可操作地连接到所述核苷酸序列的纯化部分；(e)可操作地连接到所述核苷酸序列的分泌序列；和(f)可操作地连接到所述核苷酸序列的导向序列(targeting sequence)。在一些实施方案中，重组载体是质粒。在一些实施方案中，宿主细胞表达由重组载体编码的酯合成酶或适合的变体。在一些实施方案中，所述核苷酸序列被稳定并入所述宿主细胞的基因组DNA，并且所述核苷酸序列的表达受可调型启动子区的控制。在一些实施方案中，该方法还包括在酯合成酶的至少一种生物底物的存在下培养所述宿主细胞。在某些实施方案中，该方法包括在足以允许宿主细胞中酯合成酶的表达或超表达的条件下培养所述宿主细胞。在其他实施方案中，该方法包括在足以允许产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物的条件下培养宿主细胞。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话则未被修饰。在其他实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的硫酯酶。在示例性的实施方案中，硫酯酶被在功能上缺失。在其他实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的诸如酰基CoA合成酶的脂肪酸降解酶。在其他实施方案中，诸如酰基CoA合成酶的内源脂肪酸降解酶被在功能上缺失。在一些实施方案中，在硫脂的存在下培养宿主细胞。在其他实施方案中，在适合的醇底物的存在下培养宿主细胞。在又一实施方案中，在游离脂肪酸的存在下培养宿主细胞。在本文所述的本发明的任何方面中，所述宿主细胞可以选自哺乳动物细胞、植物细胞、昆虫细胞、酵母细胞、真菌细胞、丝状真菌细胞、蓝细菌细胞和细菌细胞。在一些实施方案中，所述宿主细胞是革兰氏阳性细菌细胞。在其他实施方案中，所述宿主细胞是革兰氏阴性细菌细胞。在一些实施方案中，所述宿主细胞选自以下的属埃希氏菌(Escherichia)、芽抱杆菌(Bacillus)、乳酸杆菌(Lactobacillus)、红球菌(Rhodococcus)、假单胞菌(Pseudomonas)、曲霉(Aspergillus)、木霉(Trichoderma)、脉抱菌(Neurospora)、镰刀菌(Fusarium)、腐质霉(Humicola)、根毛霉(Rhizomucor)、克鲁维酵母菌(Kluyveromyces)、毕赤酵母(Pichia)、毛霉菌(Mucor)、蚀丝霉(Myceliophtora)、青霉(Penicillium)、平革菌(Phanerochaete)JjlJi^ (Pleurotus)、栓菌(Trametes)、金抱子菌(Chrysosporium)、酵母(Saccharomyces)、寡养单胞菌(Stenotrophamonas)、裂殖酵母(Schizosaccharomyces)、耳氏酵母(Yarrowia)或链霉菌(Streptomyces)。在具体实施方案中，所述宿主细胞为迟缓芽孢杆菌(Bacillus lentus)细胞、短芽抱杆菌(Bacillus brevis)细胞、嗜热脂肪芽抱杆菌(Bacillus stearothermophilus)细胞、地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)细胞、嗜碱芽孢杆菌(Bacillusalkalophilus)细胞、凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)细胞、环状芽孢杆菌(Bacilluscirculans)细胞、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilis)细胞、苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)细胞、克劳氏芽孢杆菌(Bacillus clausii)细胞、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)细胞、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)细胞或解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)细胞。在其他实施方案中，宿主细胞为康氏木霉(Trichoderma koningii)细胞、绿色木霉(Trichoderma viride)细胞、里氏木霉(Trichoderma reesei)细胞、长枝木霉(Trichoderma Iongibrachiatum)细胞、泡盛曲霉(Aspergillus awamori)细胞、烟曲霉(Aspergillus fumigates)细胞、臭曲霉(Aspergillus foetidus)细胞、构巢曲霉(Aspergillus nidulans)细胞、黑曲霉(Aspergillus niger)细胞、米曲霉(Aspergillusoryzae)细胞、特异腐质霉(Humicola insolens)细胞、棉毛状腐质霉(HumicolaIanuginose)细胞、混池红球菌(Rhodococcus opacus)细胞、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)细胞或米黑毛酶(Mucor michei)细胞。在其他实施方案中，所述宿主细胞是浅青紫链霉菌(Streptomyces Iividans)细胞或鼠灰链霉菌(Streptomyces murinus)细胞。 在又一实施方案中，宿主细胞是放线菌(Actinomycetes)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)细胞、解脂假丝酵母(Candida Lipolytica)(或解脂耶氏酵母(Yarrowia Iipolytica))细胞、大肠杆菌节杆菌 AK19 (E. coli Arthrobacter AK19)细胞、粘红酵母(Rhodotorula glutinins)细胞、不动杆菌M-1菌株(Acintobactersp. Strain M_l)细胞或来自其他产油(oleaginous)微生物的细胞。在一些实施方案中，宿主细胞是产油酵母的细胞，例如，耶氏酵母(Yairowia)、假丝酵母(Candida)、红酵母(Rhodotorula)、红冬抱酵母(Rhodosporidium)、隐球酵母(Cryptococcus)、丝抱酵母(Trichosporon)或油脂酵母(Lipomyces)。在某些实施方案中，宿主细胞是圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloide)、斯达油脂酵母(Lipomyces starkeyii)、产油油脂酵母(L. Lipoferus)、Candida revkaufi、铁红假丝酵母(C. pulcherrima)、热带假丝酵母(C. Tropicalis)、产朊假丝酵母(C.utilis)、Trichosporon pullas、皮状丝抱酵母(T. cutaneum)、粘红酵母(Rhodotorula glutinous)、牧草红酵母(R. Garminis)、和解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)(正式分类为解脂假丝酵母(Yarrowia lipolytica))。在具体实施方案中，宿主细胞是来自解脂耶氏酵母菌株 ATCC #20362、ATCC #8862、ATCC #18944、ATCC #76982 和 / 或 LGAM S(7)l 的细胞(Papanikolaou S.，and Aggelis G. , Bioresour. Technol. , 82 (I) : 43-9, 2002) 0如本文所用的，术语“产油”是指趋向于以脂质(或油)的形式储存它们的能量的那些微生物(Weete, Fungal Lipid Biochemistry (真菌脂质生物化学)，2ndEd. ,Plenum，1980)。并且出于本文的目的，产油有机体可以是具有产油能力的细菌、藻类、苔藓、酵母、真菌或植物。术语“产油酵母”是那些可以制造油的被分类为酵母的微生物。通常，产油微生物的细胞内的油或甘油三酯含量遵循S曲线，其中脂质的浓度增加直至其在对数生长晚期或静止生长早期达到最大值，然后在静止生长晚期和死亡期逐步减少(Yongmaitchai &Ward, Appl. Environ. Microbiol. 57:419-25(1991))。产油微生物所积累油的量超过其干细胞重量约25%并非罕见。产油酵母的实例包括，但不限于以下属耶氏酵母(Yairowia)、假丝酵母(Candida)、红酵母(Rhodotorula)、红冬抱酵母(Rhodosporidium)、隐球酵母(Cryptococcus)、丝抱酵母(Trichosporon)和油脂酵母(Lipomyces)。
在具体实施方案中，宿主细胞是来自以下的细胞真核植物、藻类、蓝细菌(cyanobacterium)、绿色硫细菌(green sulfur bacterium)(包括，例如绿菌(Chlorobium)、绿硫菌(Clathrochloris)、突柄绿菌(Prosthecochloris))、绿色非硫细菌(包括，例如绿屈挠菌(Chloroflexus)、绿线菌(chloronema)、颤绿菌(Oscillochloris)、太阳发菌(Heliothrix)、滑柱菌(Herpetosiphon)、玫瑰弯菌(Roseiflexus)、和嗜热菌(Termomicrobium))、紫色硫细菌(purple sulfur bacterium)(包括，例如着色菌(Allochromatium)、着色菌(Chromatium)、盐着色菌(Halochromatium)、等着色菌(Isochromatium)、海洋着色菌(Marichromatium)、小红卵菌(Rhodovulum)、热着色菌(Thermochromatium)、荚硫菌(Thiocapsa)、硫红球菌属(Thiorhodococcus)、和囊硫菌(Thiocystis))、紫色非硫细菌(purple non sulfur bacterium)(包括，例如掠色螺菌(Phaeospirillum)、红杆菌(Rhodobac)、红细菌(Rhodobacter)、红微菌(Rhodomicrobium)、红球形菌(Rhodopila)、红假单胞菌(Rhodopseudomonas)、海玫瑰菌(Rhodothalassium)、玫瑰弧菌(Rhodovibrio)、蔷薇螺菌(Roseospira))、极端微生物、酵母、真菌、其经过工程化的有机体、或合成的有机体。在一些实施方案中，宿主细胞是光依赖性的或通过已知途径中的一种来固定碳，所述已知途径包括，例如，开尔文碳循环途径、乙酰CoA途径和还原性TCA途径。参见，例如，Fuchs, G,Alternative pathways of autotrophic CO2 fixation (自养 CO2 固定的替代途径)，ρ· 365-382 (1989)、AUTOTROPHIC BACTERIA, Springer-Verlag, Berlin, Germany (H.G. Schlegel & B. Bowien ed.)。在一些实施方案中，宿主细胞具有自养活性。在一些实施方案中，宿主细胞具有光能自养活性，例如在光的存在下。在一些实施方案中，在缺乏光时，宿主细胞是非自养的或兼养的。在一些实施方案中，宿主细胞是来自极端微生物的细胞，极端微生物已知耐受多种极端环境参数，例如温度、辐射、压力、重力、真空、干燥、盐度、pH值、氧张力和化学品。来自多种已知极端微生物的宿主细胞可以是适合的。例如，宿主细胞可以是来自于超嗜热微生物，例如生长在80° C或以上的烟孔火叶菌(Pyrolobus fumarii)。在另一实例中，宿主细胞可以是来自于嗜热微生物，例如生长在60-80 ° C的聚球蓝细菌(Synechococcus Iividis)。在另一实例中，宿主细胞可以来自于生长在15° C_60° C的嗜温微生物。在又一实例中，宿主细胞可以是来自于在15° C或更低生长的嗜冷生物，例如嗜冷杆菌或某些昆虫。此外，宿主细胞可以来自于耐辐射有机体，例如耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)。在一些实施方案中,宿主细胞可以来自于耐压有机体,例如耐受130MPa的压力的嗜压微生物(piezophile)。可选地，宿主细胞可以来自于耐重压有机体，例如嗜压微生物(barophile)。在一些其他实施方案中，宿主细胞可以是耐超重力(例如，> Ig)或低重力(例如，< Ig)有机体。在其他实施方案中，宿主细胞可以来自于耐真空有机体,例如缓步类动物、昆虫、微生物和种子。在其他实施方案中,宿主细胞可以来自于干燥耐受的和脱水生活的有机体，例如耐旱生物丰年虾(Artemia salina)、线虫、某些微生物、某些真菌和地衣。在某些其他实施方案中，宿主细胞来自于耐盐有机体，例如嗜盐生物(例如，2-5M NaCl)盐杆菌和杜氏盐藻(Dunaliella salina)。宿主细胞还可以来自于耐PH有机体，例如嗜碱微生物盐碱杆菌、坚强芽孢杆菌(Bacillus firmus) 0F4、螺旋藻(Spirulina spp.)(例如，pH 值>9)或嗜酸微生物,例如类蓝藻(Cyanidium caldarium)、 铁原体(Ferroplasma sp.)(例如,低pH值)。可选地,宿主细胞可以来自于诸如詹氏甲烧球菌(Methanococcus jannaschii)的不能耐受O2的厌氧生物，或诸如梭菌(Clostridium)的耐受一些O2的微氧生物，或需要O2的需氧生物。此外，宿主细胞可以来自于耐受纯CO2的耐毒气有机体，包括，例如类蓝藻(Cyanidium caldarium)。宿主细胞可以来自于耐金属有机体，包括例如，耐金属菌例如嗜中高温嗜酸古菌(Ferroplasma acidarmanus)(例如，Cu、As、Cd、Zn)、劳尔氏菌(Ralstonia) CH34 (例如，Zn、Co、Cd、Hg、Pb)。参见，例如 Gross, Michael.Life on the Edge:Amazing Creatures Thriving in Extreme Environments (边缘生物极端环境中惊人的生物繁荣).New York:Plenum(1998) ; Seckbach，J. "Search for Life inthe Universe with Terrestrial Microbes Which Thrive Under Extreme Conditions(利用在极端条件下繁荣的陆生微生物搜寻宇宙中的生命)."In Cristiano BatalliCosmovicij Stuart Bowyerj and Dan Wertheimer, eds.，Astronomical and BiochemicalOrigins and the Search or Life in the Universe (天文和生物化学起源以及宇宙中生命的搜寻)，P. 511. Milan: Editrice Compositori (1997)。在某些实施方案中，宿主细胞可以来自于植物 ，包括但不限于以下属的植物鼠耳芥属(Arabidopsis)、泰属(Beta)、大豆属(Glycine)、麻风树属(Jatropha)、芒属(Miscanthus)、稷属(Panicum)、藹草属(Phalaris)、杨属(Populus)、甘鹿属(Saccharum)、柳属(Salix)、油錯树属(Simmondsia)、和玉蜀黍属(Zea)。例如，宿主细胞可以来自于拟南芥(Arabidopsis thaliana)、柳枝稷(Panicum virgatum)、奇岗(Miscanthus gignteus)、或玉蜀黍(Zea mays)。在其他实施方案中，宿主细胞可以来自于藻类和蓝细菌，包括但不限于以下属剌菊石(Acanthoceras)、剌粉阶(Acanthococcus)、蓝藻菌(Acaryochloris)、曲壳藻(Achnanthes)、细曲壳藻(Achnanthidium)、星状藻(Actinastrum)、Actinochloris、福环藻(Actinocyclus)、福射鼓藻(Actinotaenium)、双金藻(Amphichrysis)、前沟藻(Amphidinium)、尖粒藻(Amphikrikos)、双肋藻(Amphipleura)、苗形藻(Amphiprora)、分须藻(Amphithrix)、双眉藻(Amphora)、鱼渥藻(Anabaena)、项圈藻(Anabaenopsis)、暗额藻(Aneumastus)、纤维藻(Ankistrodesmus)、锚藻(Ankyra)、异菱藻(Anomoeoneis)、虚幻球藻(Apatococcus)、束丝藻(Aphanizomenon)、隐球藻(Aphanocapsa)、隐毛藻(Aphanochaete)、隐杆藻(Aphanothece)、梨囊藻(Apiocystis)、顶丝藻(Apistonema)、四棘鼓藻(Arthrodesmus)、节方定藻(Artherospira)、Ascochloris、星杆藻(Asterionella)、绿星球藻(Asterococcus)、奥杜藻(Audouinella)、直链藻(Aulacoseira)、棍形藻(Bacillaria)、巴尔比亚藻(Balbiania)、似竹鼓藻(Bambusina)、红毛菜(Bangia)、Basichlamys、串珠藻(Batrachospermum)、骈胞藻(Binuclearia)、双棘藻(Bitrichia)、盘苔(Blidingia)、Botrdiopsis、气球藻(Botrydium)、葡萄藻(Botryococcus)、球葡萄藻(Botryosphaerella)、咸胞藻(Brachiomonas)、短纹藻(Brachysira)、海雹菜(Brachytrichia)、Brebissonia、毛鞘藻(Bulbochaete)、柱杆藻(Bumilleria)、拟杆藻(Bumilleriopsis)、美壁藻(Caloneis)、眉藻(Calothrix)、马革安藻(Campy lodiscus)、盒管藻(Capsosiphon)、四鞭藻(Carteria)、Catena、Cavinula、顶剌藻(Centritractus)、Centronella、角藻(Ceratium)、角毛藻(Chaetoceros)、Chaetochloris、毛藻(Chaetomorpha)、卡盾藻(Chaetonella)、毛丝藻(Chaetonema)、盾毛藻(Chaetopeltis)、胶毛藻(Chaetophora)、毛球藻(Chaetosphaeridium)、管抱藻(Chamaesiphon)、轮藻(Chara)、Characiochloris、拟小椿藻(Characiopsis)、小椿藻(Characium)、轮藻目(Charales)、缘胞藻(Chilomonas)、拟衣藻(Chlainomonas)、Chlamydoblepharis、Chlamydocapsa、衣藻(Chlamydomonas)、ChlamydomonopsiS、衣粘藻(Chlamydomyxa)、Chlamydonephris、Chlorangiella、拟绿囊藻(Chlorangiopsis)、拟绿囊藻(Chlorella)、绿囊藻属(Chlorobotrys)、绿幅藻(Chlorobrachis)、绿点藻(Chlorochytrium)、绿球藻(Chlorococcum)、绿胶藻(Chlorogloea)、拟绿胶蓝细菌(Chlorogloeopsis)、绿梭藻(Chlorogonium)、绿带藻(Chlorolobion)、拟衣藻(Chloromonas)、Chlorophysema、绿藻门(Chlorophyta)、绿胶囊藻(Chlorosaccus)、叠球藻(Chlorosarcina)、Choricystis、色植藻(Chromophyton)、单鞭金藻(Chromulina)、拟色球蓝细菌(Chroococcidiopsis)、色球蓝细菌(Chroococcus)、色指藻(Chroodactylon)、蓝隐藻(Chroomonas)、色盒藻(Chroothece)、金变形藻(Chrysamoeba)、金网藻(Chrysapsis)、金星藻属(Chrysidiastrum)、金囊藻(Chrysocapsa)、Chrysocapsella、Chrysochaete、金色藻 (Chrysochromulina)、金颗藻(Chrysococcus)、Chrysocrinus、ChrysoIepidomonas、Chrysolykos、Chrysonebula、金藻门(Chrysophyta)、金钟藻(Chrysopyxis)、Chrysosaccus、Chrysophaerella、金环藻(Chrysostephanosphaera)、冈Ij 毛藻(Clodophora)、链孢藻(Clastidium)、拟新月藻(Closteriopsis)、新月藻(Closterium)、胶球藻(Coccomyxa)、卵形藻(Cocconeis)、Coelastrella、空星藻(Coelastrum)、腔球藻(Coelosphaerium)、Coenochloris、无胶集球藻(Coenococcus)、集囊藻(Coenocystis)、胶柄藻(Colacium)、鞘毛藻(Coleochaete)、Collodictyon、Compsogonopsis、弯枝藻(Compsopogon)、Conjugatophyta、Conochaete、Coronastrum、 鼓藻(Cosmarium)、Cosmioneis、胶球鼓藻(Cosmocladium)、Crateriportula、杯状藻(Craticula)、发毛针藻(Crinalium)、十字藻(Crucigenia)、Crucigeniella、Cyptoaulax、隐藻(Cryptomonas)、隐藻门(Cryptophyta)、柿水母(ttenophora)、蓝网藻(Cyanodictyon)、Cyanonephron、蓝载藻(Cyanophora)、蓝藻门(Cyanophyta)、蓝杆藻(Cyanothece)、Cyanothomonas、环胞藻(Cyclonexis)、环冠藻(Cyclostephanos)、小环藻(Cyclotella)、筒藻(Cylindrocapsa)、柱胞鼓藻(Cylindrocystis)、筒孢藻(Cylindrospermum)、筒柱藻(Cylindrotheca)、波缘藻(Cymatopleura)、桥弯藻(Cymbella)、Cymbellonitzschia、胞甲藻(Cystodinium)、拟指球藻(Dactylococcopsis)、单板藻(Debarya)、细齿藻(Denticula)、Dermatochrysis、皮果藻(Dermocarpa)、小皮果蓝细菌(Dermocarpella)、纟益带藻(Desmatractum)、角丝鼓藻(Desmidium)、鼓球藻(Desmococcus)、带线藻(Desmonema)、Desmosiphon、长剌藻(Diacanthos)、丝辧序(Diacronema)、等半藻(Diadesmis)、等片藻(Diatoma)、等隔藻(Diatomella)、双细胞藻(Dicellula)、双须藻(Dichothrix)、叉球藻(Dichotomococcus)、Dicranochaete、网绿藻(Dictyochloris)、球网藻(Dictyococcus)、胶网藻(Dictyosphaerium)、泡双吸虫(Didymocystis)、空星藻(Didymogenes)、双模藻(Didymosphenia)、丝藻(Dilabifilum)、双形藻(Dimorphococcus)、维囊藻(Dinobryon)、球甲藻(Dinococcus)、双绿藻(Diplochloris)、双壁藻(Diploneis)、双十藻(Diplostauron)、Distrionella、基纹鼓藻(Docidium)、竹枝藻(Draparnaldia)、杜氏盐藻(Dunaliella)、孔壳藻(Dysmorphococcus)、科氏藻(Ecballocystis)、纺锤藻(Elakatothrix)、Ellerbeckia、内丝藻(Encyonema)、將苔(Enteromorpha)、内枝藻(Entocladia)、苗形藻(Entomoneis)、石囊藻(Entophysalis)、附金藻(Epichrysis)、附钟藻(Epipyxis)、窗纹藻(Epithemia)、独球藻(Eremosphaera)、凹顶藻(Euastropsis)、凹顶鼓藻(Euastrum)、立方藻(Eucapsis)、真卵形藻(Eucocconeis)、空球藻(Eudorina)、裸藻(Euglena)、裸藻门(Euglenophyta)、短缝藻(Eunotia)、Eustigmatophyta、双鞭藻(Eutreptia)、曲解藻(Fallacia)、飞氏藻(Fischerella)、脆杆藻(Fragilaria)、Fragilariforma、披剌藻(Franceia)、肋缝藻(Frustulia)、Curcilla、双胞藻(Geminella)、短水绵(Genicularia)、灰胞藻(Glaucocystis)、灰色藻门(Glaucophyta)、Glenodiniopsis、薄甲藻(Glenodinium)、库氏粘球藻(Gloeocapsa)、Gloeochaete、Gloeochrysis、圆球藻(Gloeococcus)、胶囊藻(Gloeocystis)、Gloeodendron、胶胞藻(Gloeomonas)、Gloeoplax、粘杆藻(Gloeothece)、胶丝藻(Gloeotila)、胶剌藻(Gloeotrichia)、Gloiodictyon、多芒藻(Golenkinia)、拟多芒藻(Golenkiniopsis)
藻(Gomontia)、模桥弯藻(Gomphocymbella)、异极藻(Gomphonema)、束球藻(Gomphosphaeria)、白氏膝接藻(Gonatozygon)、Gongrosia、链瘤藻(Gongrosira)、角绿藻(Goniochloris)、抱原细胞(Gonium)、膝口藻(Gonyostomum)、Granulochloris、拟粒囊藻(Granulocystopsis)、Groenbladia、裸甲藻(Gymnodinium)、溢丝鼓藻(Gymnozyga)、布纹 藻(Gyrosigma)、鞭毛藻(Haematococcus)、海洋聚憐菌(Hafniomonas)、Hallassia、双尖藻(Hammatoidea)、Hannaea、菱板藻(Hantzschia)、软管藻(Hapalosiphon)、Haplotaenium、定鞭藻门(Haptophyta)、海斯藻(Haslea)、半沟藻(Hemidinium)、Hemitonia、鸾壳藻(Heribaudiella)、异毛藻(Heteromastix)、异线藻(Heterothrix)、Hibberdia、胭脂藻(Hildenbrandia)、隐鞭藻(Hillea)、单肢潘(Holopedium)、须藻(Homoeothrix)、Hormanthonema、皮襟藻(Hormotila)、Hyalobrachion、Hyalocardium、Hyalodiscus、明盘藻(Hyalogonium)、圆丝鼓藻(Hyalotheca)、Hydrianum、Hydrococcus、水鞘藻(Hydrocoleum)、水条藻(Hydrocoryne)、水网藻(Hydrodictyon)、水链藻(Hydrosera)、水树藻(Hydrurus)、蓝枝藻(Hyella)、膜胞藻(Hymenomonas)、细绿藻(Isthmochloron)、拟丝藻(Johannesbaptistia)、肾粒藻(Juranyiella)、Karayevia、Kathablepharis、下沟藻(Katodinium)、金杯藻(Kephyrion)、角球藻(Keratococcus)、蹄形藻(Kirchneriella)、克里藻(Klebsormidium)、Kolbesia、Koliella、Komarekia、Korshikoviella、Kraskella、拉氏藻(Lagerheimia)、金瓶藻(Lagynion)、丽枝藻(Lamprothamnium)、鱼子菜(Lemanea)、鳞孑L 藻(Lepocinclis)、细链藻(Leptosira)、Lobococcus、Lobocystis、叶衣藻属(Lobomonas)、泥生藻(Luticola)、鞘丝藻(Lyngbya)、Malleochloris、鱼鱗藻(Mallomonas)、微单胞藻(Mantoniella)、射星藻(Marssoniella)、Martyana、鞭鞘藻(Mastigocoleus)、胸隔藻(Gastogloia)、直链藻(Melosira)、裂面藻(Merismopedia)、Mesostigma、中带鼓藻(Mesotaenium)、微芒藻(Micractinium)、微星鼓藻(Micrasterias)、微毛藻(Microchaete)、微鞘藻(Microcoleus)、小球藻(Microcystis)、微鞘藻(Microglena)、微胞藻(Micromonas)、微孢藻(Microspora)、小丛藻(Microthamnion)、柄球藻(Mischococcus)、单鞭金藻(Monochrysis)、蒜头藻(Monodus)、Monomastix、单针藻(Monoraphidium)、礁膜(Monostroma)、转板藻(Mougeotia)、拟转板藻(Mougeotiopsis)、_藻(Myochloris)、蚁形藻(Myromecia)、粘囊藻(Myxosarcina)、瓶丝藻(Naegeliella)、微绿球藻(Nannochloris)、类球藻(Nautococcus)、舟形藻(Navicula)、Neglectella、长菌藻(Neidium)、Nephroclamys、肾形藻(Nephrocytium)、Nephrodiella、肾藻(Nephroselmis)、梭形鼓藻(Netrium)、丽藻(Nitella)、拟丽藻(Nitellopsis)、菱形 藻(Nitzschia)、节球藻(Nodularia)、念珠藻(Nostoc)、掠鞭藻(Ochromonas)、鞘藻 (Oedogonium)、Oligochaetophora、棘接鼓藻(Onychonema)、Oocardium、卵囊藻 (Oocystis)、植棒藻(Opephora)、黄管藻(Ophiocytium)、Orthoseira、颤藻 (Oscillatoria)、Oxyneis、厚枝藻(Pachycladella)、胶群藻(Palmella)、Palmodictyon、 实球藻(Pnadorina)、Pannus、帕拉藻(Paralia)、巴喧氏藻(Pascherina)、Paulschulzia、 盘星藻(Pediastrum)、柄钟藻(Pedinella)、柄胞藻(Pedinomonas)、Pedinopera、海网藻 (Pelagodictyon)、柱形鼓藻(Penium)、袋鞭藻(Peranema)、拟多甲藻(Peridiniopsis)、多 甲藻(Peridinium)、Peronia、Petroneis、壳衣藻(Phacotus)、扁裸藻属(Phacus)、 Phaeaster、掲皮藻(Phaeodermatium)、掲藻门(Phaeophyta)、Phaeosphaera、金枝藻 (Phaeothamnion)、席藻(Phormidium)、叶楣藻(Phycopeltis)、Phyllariochloris、 Phyllocardium、Phyllomitas、习习纹藻(Pinnularia)、Pitophora、Placoneis、游丝藻 (Planctonema)、浮球藻(Planktosphaeria)、Planothidium、织线藻(Plectonema)、杂球藻 (Pleodorina)、Pleurastrum、宽球藻(Pleurocapsa)、侧枝藻(Pleurocladia)、双盘藻 (Pleurodiscus)、斜纹藻(Pleurosigma)、侧链藻(Pleurosira)、宽带鼓藻 (Pleurotaenium)、 Pocillomonas、 Podohedra、 多鞭藻(Polyblepharides)、 Polychaetophora、多角藻(Polyedriella)、多突藻(Polyedriopsis)、多角绿藻 (Polygoniochloris)、Polyepidomonas、Polytaenia、素衣藻(Polytoma)、Polytomella、紫 球藻(Polyhyridium)、Posteriochromonas、Prasinochloris、绿枝藻(Prasinocladus)、绿 鞭藻门(Prasinophyta)、溪菜(Prasiola)、Prochlorphyta、原绿发藻(Prochlorothrix)、 原皮藻(Protoderma)、原管藻(Protosiphon)、朴罗藻(Provasoliella)、定鞭金藻 (Prymnesium)、沙网藻(Psammodictyon)、Psammothidium、伪鱼月星藻(Pseudanabaena)、 Pseudenoclonium、伪四鞭藻(Psuedocarteria)、Pseudochate、伪小粧藻 (Pseudocharacium)、伪胶球藻(Pseudococcomyxa)、伪胶网藻(Pseudodictyosphaerium)、 伪金杯藻(Pseudokephyrion)、Pseudoncobyrsa、伪并联藻(Pseudoquadrigula)、伪球囊藻 (Pseudosphaerocystis)、伪布雷角星鼓藻(Pseudostaurastrum)、伪十字脆杆藻亚属 (Pseudostaurosira)、伪四星藻(Pseudotetrastrum)、翼膜藻(Pteromonas)、 Punctastruata、Pyramichlamys、塔胞藻(Pyramimonas)、甲藻门(Pyrrophyta)、 Quadrichloris、四辧藻(Quadricoccus)、并联藻(Quadrigula)、芒球藻(Radiococcus)、 Radio 0 lum、尖头藻(Raphidiopsis)、月牙藻(Raphidocelis)、针丝藻(Raphidonema)、绿 胞藻(Raphidophyta)、Peimeria、棒条藻(Rhabdoderma)、杆胞藻(Rhabdomonas)、根枝藻 (Rhizoclonium)、红胞藻(Rhodomonas)、红藻门(Rhodophyta)、弯模藻(Rhoicosphenia)、 棒杆藻(Rhopalodia)、胶须藻(Rivularia)、罗氏藻(Rosenvingiella)、Rossithidium、弯 柱鼓藻(Roya)、栅藻(Scenedesmus)、Scherffelia、Schizochlamydella、裂壁藻 (Schizochlamys)、裂线藻(Schizomeris)、裂须藻(Schizothrix)、弓形藻(Schroederia)、 Scolioneis、螺翼藻(Scotiella)、Scotiellopsis、斯氏藻(Scourfieldia)、伪枝藻 (Scytonema)、月芽藻(Selenastrum)、月绿藻(Selenochloris)、鞍眉藻(Sellaphora)、 Semiorbis、掲胞藻(Siderocelis)、Diderocystopsis、Dimonsenia、管线藻(Siphononema)、 Sirocladium、链膝藻(Sirogonium)、骨条藻(Skeletonema)、群星藻(Sorastrum)、Spermatozopsis、Sphaerellocystis、拟球藻(Sphaerellopsis)、球甲藻(Sphaerodinium)、环藻(Sphaeroplea)、球连藻(Sphaerozosma)、剌胞藻(Spiniferomonas)、水绵(Spirogyra)、螺带鼓藻(Spirotaenia)、螺旋藻(Spirulina)、椎葚(Spondylomorum)、顶接鼓藻(Spondylosium)、Sporotetras、Spumella、布雷角星鼓藻(Staurastrum)、Stauerodesmus、福节藻属(Stauroneis)、十字脆杆藻亚属(Staurosira)、Staurosirella、长羽藻(Stenopterobia)、Stephanocostis、冠盘藻(Stephanodiscus)、冠孔藻(Stephanoporos)、Stephanosphaera、裂丝藻(Stichococcus)、粘胶藻(Stichogloea)、毛枝藻(Stigeoclonium)、真枝藻(Stigonema)、柄球藻(Stipitococcus)、斯鞭虫(Stokesiella)、陀螺藻(Strombomonas)、Stylochrysalis、柄甲藻(Stylodinium)、Styloyxis、绿柄球藻(Stylosphaeridium)、双菱藻(Surirella)、 Sykidion、束藻(Symploca)、聚球蓝细菌(Synechococcus)、集胞藻(Synechocystis)、针杆藻(Synedra)、聚赫胞藻(Synochromonas)、合尾滴虫(Synura)、平板藻(Tabellaria)、Tabularia、泰林鼓藻(Teilingia)、切孢藻(Temnogametum)、裂顶鼓藻(Tetmemorus)、四球藻(Tetrachlorella)、四环藻(Tetracyclus)、四链藻(Tetradesmus)、Tetraedriella、四角藻(Tetraedron)、四爿藻(Tetraselmis)、四抱藻(Tetraspora)、四星藻(Tetrastrum)、海 链藻(Thalassiosira)、丛毛藻(Thamniochaete)AThorakochlorisjjS^i- (Thorea)、鸟巢藻(Tolypella)、单歧藻(Tolypothrix)、囊裸藻(Trachelomonas)、Trachydiscus、共球藻(Trebouxia)、Trentepholia、四棘藻(Treubaria) ^honemQ、束毛藻(Trichodesmium)、7.々r/ w//.vn/A、小箍藻(Trochiscia)、片形亚属(Tryblionella)、丝藻(Ulothrix)、福尾藻(Uroglena)、尾丝藻(Uronema)、尾管藻(Urosolenia)、尾抱藻(Urospora)、Uva、周泡藻(Vacuolaria)、无隔藻(Vaucheria)、团藻(Volvox)、Volvulina、韦斯藻(Westella)、网甲藻(Woloszynskia)、多棘鼓藻(Xanthidium)、黄藻门(Xanthophyta)、异球藻(Xenococcus)、双星藻(Zygnema)、拟双星藻(Zygnemopsis)和 Zygonium0宿主细胞可以来源于其中的示例性的微生物包括但不限于拟南芥(Arabidopsisthaliana)、葡萄藻(Botryococcus braunii)、莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)、杜氏盐藻(Dunaliela salina)、聚球蓝细菌 PCC7002 (Synechococcus Sp. PCC 7002)、聚球蓝细菌 PCC 7942 (SynechococcusSp. PCC 7942)、集胞藻 PCC 6803 (SynechocystisSp. PCC 6803)、长嗜热聚球蓝细菌 BP-I (Thermosynechococcus elongatus BP-1)、绿硫菌(Chlorobium tepidum)、禮色绿屈提菌(Chloroflexus auranticus)、酒色着色菌(Chromatium vinosum)、微温着色菌(Chromatium tepidum)、深红红螺菌(Rhodospirillumrubrum)、荚膜红细菌(Rhodobacter capsulatus)、沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalusris)、将达梭菌(Clostridium I jungdahlii)、热纤梭菌(Clostridiuthermocellum)、柳枝稷(Panicum virgatum)、产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)、巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)、粟酒裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)、焚光假单胞菌(PseudomonasfIuorescens)、奇岗(Miscanthus gignteus)、玉蜀黍(Zea mays)或运动发酵单胞菌(Zymomonas mobilis)。宿主细胞可以来源于其中的其他适合的有机体可以来自包括合成细胞或由美国专利公开2007/0264688或2007/0269862所述的合成的基因组产生的细胞。
在其他实施方案中，所述宿主细胞是CHO细胞、COS细胞、VERO细胞、BHK细胞、HeLa细胞、Cvl细胞、MDCK细胞、293细胞、3T3细胞或PC12细胞。在其他实施方案中，所述宿主细胞是大肠杆菌细胞。在某些实施方案中，所述大肠杆菌细胞是菌株B、菌株C、菌株K或菌株W大肠杆菌细胞。在其他实施方案中，所述宿主细胞是蓝细菌宿主细胞。在一些实施方案中，本文所述的经过基因工程处理的宿主细胞以约50mg/L或更高、约100mg/L或更高、约150mg/L或更高、约200mg/L或更高、约500mg/L或更高、约1000mg/L或更高的滴度产生脂肪酸和/或脂肪酸衍生物。在某些实施方案中，宿主细胞超表达编码酯合成酶或本文所述的变体的核酸序列。在某些实施方案中，可以应用已知的遗传改变技术以改变一种或多种内源酯合成酶的特征使得它们被超表达。在一些实施方案中，该方法还包括转化宿主细胞以超表达编码本文所述的外源酯合成酶的核酸序列。在某些实施方案中，宿主细胞的内源硫酯酶如果存在的话则未被修饰。在其他实施方案中，宿主细胞表达减弱水平的硫酯酶、诸如酰基CoA合酶的脂肪酸降解酶或以上二者。在示例性的实施方案中，硫酯酶、酰基CoA合酶或以上二者被在功能上缺失。在某些实施方案中，所述宿主细胞超量产生本文所述的底物。例如，宿主细胞可以经过工程处理以超量产生醇底物或硫酯底物。在其他实施方案中，宿主细胞经过工程处理以产生或超量产生游离脂肪酸，利用本文所述的方法可以将游离脂肪酸转化为脂肪酯。在一些实施方案中，该方法还包括修饰一种或多种内源酯合成酶使得宿主细胞超表达那些酯合成酶。在可选的实施方案中，该方法包括用编码酯合成酶的核酸序列转化宿主细胞，并且该宿主细胞产生本文所述的脂肪酸和/或脂肪酸衍生物。在其他实施方案中，该方法包括在至少一种本文所述的底物的存在下培养宿主细胞，所述底物被同一宿主细胞表达或超表达。在一些实施方案中，所述底物是脂肪硫酯，例如脂肪酰ACP或脂肪酰CoA。在其他实施方案中，底物是本文所述的醇或游离脂肪酸。在一些实施方案中，底物是醇。在一些实施方案中，醇底物是引入到宿主细胞的外源醇。在其他实施方案中，醇底物由经过基因工程处理的宿主细胞产生。例如，诸如脂肪醇底物的醇底物可以由宿主细胞合适地产生，所述宿主细胞共表达或超表达一种或多种脂肪 醛生物合成基因和/或一种或多种脂肪醇生物合成基因。在可选的实施方案中，诸如脂肪醇底物的醇底物由宿主细胞产生，所述宿主细胞共表达或超表达一种或多种酰基ACP还原酶基因和/或一种或多种脂肪醇生物合成基因。在重组宿主细胞或微生物中产生脂肪酸的方法已经描述于，例如国际专利
发明者阿尔弗雷德·盖尔特纳 申请人:Ls9公司