1,4-丁二醇的制造方法及微生物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种1，4- 丁二醇（butanediol)的制造方法及微生物。
【背景技术】
[0002] 近年，从化石资源的枯渴和地球温暖化的应对等角度来看，以可再生资源为原料 的化合物制造工艺备受瞩目。特别是以生物量（biomass)为原料并采用生物化学工艺来制 造各种聚合物原料化合物和化学品原料化合物的所谓的"生物精练（biorefinery) "更受到 了广泛的关注。
[0003] 作为一种可向生物量进行原料转换的化合物，可列举出1，4-丁二醇。1，4-丁二醇 作为精密有机化学品的合成原料、绦纟仑（polyester)、及工程塑料（engineering plastic) 的单体（monomer)单位等得到了广泛的应用，其市场规模也非常大。为此，急需一种可采用 以生物量等可再生资源为原料的生物化学工艺来高效制造1，4- 丁二醇的方法。
[0004] 作为采用生物化学工艺来制造1，4- 丁二醇的制造方法，例如，可列举出如下专利 文献1、2、及非专利文献1中所记载的方法。
[0005] [专利文献1]日本专利第4380704号说明书
[0006][专利文献2]国际公开第2008/115840号公报
[0007][非专利文献 l]Harry Yim et al.，Metabolic engineering of Escherichia coli for direct production of 1，4-butanediol，Nature Chemical Biology? 7? 445-452(2011).
【发明内容】
[0008] [发明要解决的课题]
[0009] 然而，就上述专利文献1、2、及非专利文献1中所记载的方法而言，其工艺较为复 杂。
[0010] 针对上述课题，本发明提供一种可经济地获得1，4- 丁二醇的新颖的1，4- 丁二醇 的制造方法。
[0011] [用于解决课题的手段]
[0012] 本发明包括如下。
[0013] [1] 一种1，4- 丁二醇的制造方法，其使用微生物和/或其培养物，并通过使用 了乙酰乙酰（acetoacetyl)CoA还原酵素（reductase (还原酶））和稀酰（enoyl)CoA水 合酶（hydratase)的酵素反应系（reaction system)，依次经由乙酰乙酰CoA、3_轻丁酰 (hydroxybutyryl)CoA、及巴豆酰（crotonyl)CoA 来制造 1，4- 丁二醇，所述 1，4- 丁二醇的 制造方法的特征在于，
[0014]所述乙酰乙酰CoA还原酵素和所述烯酰CoA水合酶分别（各自）相对于3-羟 丁酰 CoA 的立体异构体（steroisomer)具有特异性（specific to a steroisomer of 3-hydroxybutyryl CoA)〇
[0015] [2]上述[1]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，
[0016] 所述乙酰乙酰CoA还原酵素是可选择（S)-3_羟丁酰CoA的乙酰乙酰CoA还原酵 素，
[0017] 所述烯酰CoA还原酵素是可选择（S) -3-羟丁酰CoA的的烯酰CoA水合酶，
[0018] 所述微生物包括：
[0019] (1)对所述可选择（S)-3-羟丁酰CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素进行编码（code) 的遗传基因（gene);及
[0020] (2)对所述可选择（S) -3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶进行编码的遗传基因。
[0021] [3]上述[2]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，所述可选择（S)-3-羟丁酰CoA 的乙酰乙酰CoA还原酵素是3-轻丁酰CoA脱氢酶（dehydrogenase) (EC编号：1. 1. 1. 35)或 3_ 轻酰（hydroxyacyl)CoA 脱氢酶（EC 编号：1. 1. 1. 157)，
[0022] 所述可选择（S) -3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶是烯酰CoA水合酶（EC编号： 4. 2. 1. 17)〇
[0023] [4]上述[2]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，对所述可选择（S)-3-羟丁酰 CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素进行编码的遗传基因是下述（a)~（c)的任一个所述的遗传 基因，
[0024] 对所述可选择（S)-3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶进行编码的遗传基因是下述 (d)~（f)的任一个所述的遗传基因，即：
[0025] (a)具有序列编号（sequence number) 2的盐基序列的遗传基因；
[0026](b)具有盐基序列的遗传基因，该盐基序列是序列编号2的盐基序列中1个或多个 盐基发生了缺失、被进行了置换或被进行了付加的盐基序列，并且，该盐基序列相对于序列 编号2的盐基序列具有90%以上的同一性；
[0027] (c)在渐快（stringendo)条件下，对具有序列编号2中所记载的碱基序列的遗传 基因和具有互补碱基序列的遗传基因进行杂交（hybridize)所得的遗传基因；
[0028] (d)具有序列编号4的盐基序列的遗传基因；
[0029] (e)具有盐基序列的遗传基因，该盐基序列是序列编号4的盐基序列中1个或多个 盐基发生了缺失、被进行了置换或被进行了付加的盐基序列，并且，该盐基序列相对于序列 编号4的盐基序列具有90%以上的同一性；及
[0030] (f)在渐快条件下对具有序列编号4中记载的盐基序列的遗传基因和具有互补盐 基序列的遗传基因进行杂交所得的遗传基因。
[0031] [5]上述[1]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，所述乙酰乙酰CoA还原酵素是 可选择（R) -3-羟丁酰CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素，
[0032] 所述烯酰CoA还原酵素是可选择（R) -3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶，
[0033] 所述微生物包括：
[0034] (1)对所述可选择（R)-3-羟丁酰CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素进行编码的遗传基 因；及
[0035] (2)对所述可选择（R) -3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶进行编码的遗传基因。
[0036][6]上述[5]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，所述可选择（R)-3-羟丁酰CoA 的乙酰乙酰CoA还原酵素是乙酰乙酰CoA还原酵素（EC编号：1. 1. 1. 36)，
[0037] 所述可选择（R)-3_羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶是烯酰CoA水合酶（EC编号： 4. 2. 1. 55 或 EC 编号：4. 2. 1. 119)。
[0038] [7]上述[5]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，对所述可选择（R)-3_羟丁酰 CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素进行编码的遗传基因是下述（a)~（c)的任一个所述的遗传 基因，
[0039] 对所述可选择（R)-3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶进行编码的遗传基因是下述 (d)~（f)的任一个所述的遗传基因，即：
[0040] (a)具有序列编号3的盐基序列的遗传基因；
[0041] (b)具有盐基序列的遗传基因，该盐基序列是序列编号3的盐基序列中1个或多个 盐基发生了缺失、被进行了置换或被进行了付加的盐基序列，并且，该盐基序列相对序列编 号3的盐基序列具有90%以上的同一性；
[0042] (c)在渐快条件下对具有序列编号3中记载的盐基序列的遗传基因和具有互补盐 基序列的遗传基因进行杂交所得的遗传基因；
[0043] (d)具有序列编号5的盐基序列的遗传基因；
[0044] (e)具有盐基序列的遗传基因，该盐基序列是序列编号5的盐基序列中1或多个盐 基发生了缺失、被进行了置换或被进行了付加的盐基序列，并且，该盐基序列相对于序列编 号5的盐基序列具有90%以上的同一性；及
[0045] (f)在渐快条件下对具有序列编号5中记载的盐基序列的遗传基因和具有互补盐 基序列的遗传基因进行杂交所得的遗传基因。
[0046] [8]上述[1]记载的1，4- 丁二醇的制造方法，其中，所述微生物还包括：
[0047] (1)对乙稀乙酰（vinyl acetyl) CoA A 异构酶（delta isomerase) (EC 编号： 5. 3. 3. 3)进行编码的遗传基因；
[0048] (2)对4-羟丁酰CoA脱水酶（dehydratase) (EC编号：4.2. 1. 120)进行编码的遗 传基因；及/或
[0049] (3)对酰基（acyl) CoA还原酵素（EC编号：1. 2. 1. 10)进行编码的遗传基因。
[0050] [9]上述[1]记载的1，4-丁二醇的制造方法，其中，所述微生物是大肠杆菌、酵母、 棒状（coryneform)细菌、或梭菌属（clostridium)细菌。
[0051] [10] -种微生物，用于通过使用了乙酰乙酰CoA还原酵素和烯酰CoA水合酶的酵 素反应系，依次经由乙酰乙酰C〇A、3-羟丁酰CoA、及巴豆酰CoA来制造1，4-丁二醇，所述微 生物的特征在于，
[0052] 所述乙酰乙酰CoA还原酵素和所述烯酰CoA水合酶分别（各自）相对于3-羟丁 酰CoA的立体异构体具有特异性。
[0053] [11]上述[10]记载的微生物，其中，所述乙酰乙酰CoA还原酵素是可选择 (S) -3-羟丁酰CoA的乙酰乙酰CoA还原酵素，
[0054] 所述烯酰CoA还原酵素是可选择（S) -3-羟丁酰CoA的烯酰CoA水合酶，
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