Formate dehydrogenase)、甲酰四氢叶酸合成酶（Formyl-tetrahydrofolate synthetase)、亚 甲基四氢叶酸脱氢酶（Methylene-tetrahydrofolate dehydrogenase)、甲酰四氢叶 酸环水解酶（Formyl-tetrahydrofolate cyclohydrolase)、亚甲基四氢叶酸还原酶 (Methylene-tetrahydrofolate reductase)及一氧化碳脱氢酶 / 乙酰-CoA 合酶（CODH/ ACS)，该组合对于此类细菌是特征性的并且是独特的（Drake, Kilsel, Matthies, Wood, &Ljun gdahl，2006)。糖发酵细菌将底物转化为生物质、次级代谢产物和丙酮酸盐，再由此形成（或 者通过乙酰-CoA或者直接）产物，与所述糖发酵细菌的化学异养型生长不同，在产乙酸细 菌中将底物直接转化为乙酰-CoA，再从所述乙酰-CoA形成产物、生物质和次级代谢产物。
[0088] 在一个实施方案中，所述微生物选自一簇一氧化碳营养梭菌，其中包括自产乙 醇梭菌、杨氏梭菌和"拉氏梭菌"及相关分离株。这些包括但不限于菌株自产乙醇梭菌 JAI-1T(DSM 10061) (Abrini，Naveau，&Nyns, 1994)、自产乙醇梭菌 LBS 1560(DSM 19630) (W0/2009/064200)、自产乙醇梭菌 LBS 1561 (DSM 23693)、杨氏梭菌 PETCt (DSM 13528 =ATCC 55383) (Tanner, Miller, &Yang, 1993)、杨氏梭菌 ERI-2 (ATCC 55380)(美国专 利 5593886)、杨氏梭菌 C-Ol (ATCC 55988)(美国专利 6368819)、杨氏梭菌 0-52 (ATCC 55989)(美国专利 6368819)或"拉氏梭菌 Pl 1T"（ATCC BAA-622) (TO 2008/028055)， 及相关分离株例如"C.coskatii"（美国专利2011/0229947)及其突变菌株如杨氏梭 菌 0TA-1(Tirado-Acevedo 0. Production of Bioethanol from Synthesis Gas Using Clostridium Ijungdahlii. PhD thesis, North Carolina State University, 2010)〇
[0089] 尽管这些菌株被DNA-DNA重新组合（association)和DNA指纹实验确定为不同种 (W0 2008/028055,美国专利2011/0229947)，其在梭菌的rRNA簇I中形成亚簇（Collins et &1.，1994)，在163 11?^基因水平上具有至少99%的同一性。
[0090] 该簇的菌株由共有的特征定义，具有相似的基因型和表现性，并且它们都具有相 同的能量储存和发酵代谢方式。该簇的菌株缺乏细胞色素，并通过Rnf复合体储存能量。
[0091] 该簇的所有菌株具有约4· 2MBp的基因组大小（KSpke et al·，2010)和约 32% mol 的 GC 组成（Abrini et al.，1994 ; Kftpke et al.，2010 ;Tanner et al.，1993) (TO 2008/028055 ;美国专利2011/0229947)，并且具有编码Wood-Ljungdahl途径的酶 (一氧化碳脱氢酶、甲酰四氢叶酸合成酶、亚甲基四氢叶酸脱氢酶、甲酰四氢叶酸环水解 酶、亚甲基四氢叶酸还原酶和一氧化碳脱氢酶/乙酰-CoA合酶）、氢化酶、甲酸脱氢酶、 Rnf复合体（rnf⑶GEAB)、丙酮酸：铁氧还蛋白氧化还原酶、醛：铁氧还蛋白氧化还原酶 (aldehyde:ferredoxin oxidoreductase)( Kdpke et al.，2010)的保守的必不可少的关 键基因操纵子。现已发现，负责气体摄取的Wood-Ljungdahl途径基因摄取的组织和数量在 所有种之间是相同的，尽管核酸和氨基酸序列上有差异（Kiipke et al.，2011)。
[0092] 所述菌株均具有相似的形态和大小（对数生长细胞为0. 5-0. 7X3-5 μ m)、均为嗜 温的（最适生长温度为30_37°C )并且均是严格厌氧菌（Abrini et al.，1994 ;Tanner et al.，1993) (W0 2008/028055)。另外，它们都具有相同主要系统发生特征，例如相同pH范 围（pH 4-7. 5,最佳初始pH 5. 5-6)，用含有CO的气体以相似生长速率进行强烈的自养生 长，及相似的代谢谱：以乙醇和乙酸作为主要发酵终产物，在某些条件下形成少量2, 3-丁 二醇和乳酸（Abrini et al·，1994; K0pke et al·，2011 ;Tanner et al·，1993) (W0 2008/028055)。在所有种中观察到吲哚的产生。然而，所述种在对多种糖类（例如鼠李糖、 阿拉伯糖）、酸（例如葡糖酸盐和柠檬酸盐）、氨基酸（例如精氨酸、组氨酸）或其他底物 (例如甜菜碱、丁醇）的底物利用方面有差异。发现所述种中的一些对某些维生素（例如硫 胺素、生物素）是营养缺陷的，而其他种则不是。
[0093] 因此，描述的所述特征不是一种微生物如自产乙醇梭菌或杨氏梭菌特有的，而是 一氧化碳自养的、合成乙醇的梭菌的共有特性。因此，可以预测，本发明可以利用以上菌株 实施，尽管在表现上可以有所不同。
[0094] 在某些实施方案中，所述微生物选自自产乙醇梭菌、杨氏梭菌和拉氏梭菌。在一个 实施方案中，还可以选自Clostridium coskatii。在一个具体实施方案中，亲本微生物是自 产乙醇梭菌DSM 23693。
[0095] 适用于本发明的一个示例性微生物是自产乙醇梭菌。在一个实施方案中，所述自 产乙醇梭菌是具有保藏在德国生物材料资源中心（DSMZ)的鉴定保藏号为23693的菌株的 鉴定特征的自产乙醇梭菌。在其他实施方案中，所述自产乙醇梭菌是具有DSMZ保藏号DSMZ 10061或DSMZ 19630的鉴定特征的自产乙醇梭菌。所述菌株对底物组成--尤其是112和 CO一一的变化具有特别的耐受性，并因此特别适用于与蒸汽重整方法联合使用。
[0096] 用于本发明方法的细菌的培养可使用任意数量的本领域已知的使用厌氧 细菌培养和发酵底物的方法进行。举例来说，可利用那些通常记载于以下使用气 态底物用于发酵的文章中的方法：（i) K. T. Klasson, et al. (1991) · Bioreactors for synthesis gas fermentations resources. Conservation and Recycling,5 ； 145-165 ； (ii)K.T.Klasson, et al. (1991).Bioreactor design for synthesis gas fermentations. Fuel. 70. 605-614 ； (iii)K. T. Klasson, et al. (1992). Bioconversion of synthesis gas into liquid or gaseous fuels. Enzyme and Microbial Technology. 14 ；602~608 ； (iv) J. L. Vega, et al. (1989). Study of Gaseous Substrate Fermentation:Carbon Monoxide Conversion to Acetate.2. Continuous Culture. Biotech.Bioeng.34. 6. 785-793 ； (v)J.L.Vega,et al. (1989).Study of gaseous substrate fermentations:Carbon monoxide conversion to acetate. I. Batch culture. Biotechnology and Bioengineering. 34. 6. 774-784 ； (vi) J. L. Vega, et al. (1990). Design of Bioreactors for Coal Synthesis Gas Fermentations. Resources, Conservation and Recycling. 3. 149-160 ;以上文献均以引用的方式纳入本文。
[0097] 发酵条件
[0098] 应理解，为进行细菌生长和CO至碳氢化合物的发酵，除了所述含有CO的底物之 外，还需要向生物反应器中进料适当的液体营养培养基。营养培养基含有足以使所用微生 物生长的维生素和矿物质。适用于以CO作为唯一碳源通过发酵产生碳氢化合物产物的厌 氧培养基是本领域已知的。例如，合适的培养基记载于上文引用的美国专利号5173429和 5593886,以及 WO 02/08438、WO 2007/115157 和 WO 2008/115080。
[0099] 为进行所需的发酵（例如，CO到乙醇），理想地，发酵应在适当条件下进行。应考 虑的反应条件包括压力、温度、气体流速、液体流速、培养基pH、培养基氧化还原电位、搅拌 速率（如果使用连续搅拌釜反应器）、接种水平、保证液相中CO不会成为限制的最大气体底 物浓度及避免产物抑制的最大产物浓度。适当的条件记载于WO 02/08438、WO 07/117157 和 WO 08/1150