專(zhuān)利名稱(chēng)：合成氣或其他氣態(tài)碳源和甲醇轉(zhuǎn)化為1,3-丁二醇的方法和有機(jī)體的制作方法
合成氣或其他氣態(tài)碳源和甲醇轉(zhuǎn)化為1,3- 丁二醇的方法
和有機(jī)體本申請(qǐng)要求2009年12月10日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)NO. 61/285,312的優(yōu)先權(quán)，將其全部?jī)?nèi)容引用作為參考。
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般涉及生物合成方法，更具體地涉及在日?；瘜W(xué)制品的生產(chǎn)中能夠利用碳水化合物、甲醇、合成氣體和其他氣態(tài)碳源的有機(jī)體。I, 3-丁二醇(1，3-BD0)是一種由乙炔經(jīng)水合產(chǎn)生的四碳二元醇。得到的乙醛再轉(zhuǎn)化為3-羥基丁醛，隨后還原成1，3-BD0。近幾年中，乙炔已被較廉價(jià)的乙烯取代用作乙醛的來(lái)源。1，3-BD0通常用作食物調(diào)味劑的有機(jī)溶劑。它也是聚氨酯和聚酯類(lèi)樹(shù)脂的共聚單體， 且廣泛地用作降血糖劑。光學(xué)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脫水產(chǎn)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))，一種用于生產(chǎn)合成橡膠(例如輪胎)、乳膠和樹(shù)脂的化學(xué)制品。合成氣(syngas)是一種主要為H2和CO的混合物，其可以通過(guò)任何有機(jī)原料的氣化法獲得，例如煤、石油、天然氣、生物質(zhì)、或廢棄有機(jī)物質(zhì)。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多氣化方法，最多的設(shè)計(jì)是基于部分氧化，限制氧以避免有機(jī)物質(zhì)在高溫(500-1500°C)下的完全氧化，從而提供0. 5:1-3:1H2/C0混合物的合成氣。有時(shí)增加蒸汽以增加氫含量，典型地伴隨水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)增加的CO2生產(chǎn)量。工業(yè)上最常通過(guò)催化合成氣組分，CO和H2生產(chǎn)甲醇。當(dāng)今，煤是工業(yè)生產(chǎn)合成氣的主要材料，其在傳統(tǒng)上用于取暖和電力，以及作為甲醇和液態(tài)烴類(lèi)的Fischer-Tropsch合成的原料。許多大的化學(xué)制品和能源公司大范圍的采用煤氣化法，但在工業(yè)上用該技術(shù)是昂貴的。此外，事實(shí)上在世界任何地方，存在來(lái)自過(guò)剩的其他材料如生物質(zhì)、廢料、聚合物等的合成氣的成本有效的生產(chǎn)技術(shù)。使用合成氣的好處包括靈活性，因?yàn)楹铣蓺饪梢詮拇蠖鄶?shù)有機(jī)物包括生物質(zhì)中生產(chǎn)得到。另一個(gè)好處是合成氣的廉價(jià)。此外，我們有已知的在有機(jī)體如Clostridium spp.中有效地利用合成氣的途徑。盡管在利用合成氣有機(jī)體的利用率方面，一般的已知有機(jī)體不足以具有該特征且不適合商業(yè)化發(fā)展。例如，Clostridium及其相關(guān)細(xì)菌是嚴(yán)格厭氣菌，其對(duì)高濃度的某些產(chǎn)物如丁醇不耐受，從而限制了效價(jià)和商業(yè)化潛力。Clostridium還產(chǎn)生多種產(chǎn)物，要獲得想要的產(chǎn)物時(shí)存在分離問(wèn)題。最后，容易操作梭狀芽胞桿菌基因的遺傳工具的開(kāi)發(fā)正處于起步階段；因此，它們不能迅速地順應(yīng)基因工程以改善所需產(chǎn)物的產(chǎn)率或生產(chǎn)特征。增加廉價(jià)和容易利用的原料的靈活性，同時(shí)使化學(xué)產(chǎn)物的環(huán)境影響最小化是可持續(xù)化工的兩個(gè)目標(biāo)。原料的靈活性依賴(lài)于大范圍的材料進(jìn)入并作為化學(xué)制品生產(chǎn)的初始原料利用。無(wú)論乙炔還是乙烯，對(duì)以石油為基礎(chǔ)的原料的依賴(lài)保證了基于可再生原料的1，3- 丁二醇和丁二烯的合成路線的開(kāi)發(fā)。因此，現(xiàn)在需要開(kāi)發(fā)微生物和它們利用碳水化合物、甲醇、合成氣或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)1，3-丁二醇的方法。本發(fā)明滿足該需求，還提供相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明概要在某些方面，本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種具有1，3_ 丁二醇(1，3_BD0)途徑的非天然存在的微生物有機(jī)體，所述途徑包括至少一個(gè)編碼足量表達(dá)以生產(chǎn)1，3-BD0的1，3-BD0途徑酶或蛋白的外源性核酸。該1，3-BD0途徑包括甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)、類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)、類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)、鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)、鐵氧化還原蛋白(0rf7)、乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脫氫酶(AcsA)、氫化酶(Hyd)、乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，乙醛形成)、3_氧代丁醛還原酶(酮還原)、3_羥基丁醛還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)、3_氧代丁醛還原酶(醛還原)、4_羥基，2- 丁酮還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(乙醛形成)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)、3_羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、3-羥基丁酰輔酶A水解酶、3-羥基丁酰輔酶A合成酶、3-羥基丁酸脫氫酶、3-羥基丁酸還原酶、乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、乙酰乙酰輔酶A水解酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶或乙酰 乙酸還原酶。在某些方面，本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種具有1，3_ 丁二醇(1，3_BD0)途徑的非天然存在的微生物有機(jī)體，所述途徑包括至少一個(gè)編碼足量表達(dá)以生產(chǎn)1，3-BD0的I, 3-BD0途徑酶或蛋白的外源性核酸。該1，3-BD0途徑包括甲酸脫氫酶、甲酰四氫葉酸合成酶、次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶、亞甲基四氫葉酸脫氫酶、亞甲基四氫葉酸還原酶、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)、鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)、鐵氧化還原蛋白(0rf7)、乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脫氫酶(AcsA)、氫化酶(Hyd)、乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)、3_氧代丁醛還原酶(酮還原)、3_羥基丁醛還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)、3_氧代丁醛還原酶(醛還原)、4_羥基，2- 丁酮還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)、3_羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、3-羥基丁酰輔酶A水解酶、3-羥基丁酰輔酶A合成酶、3-羥基丁酸脫氫酶、3-羥基丁酸還原酶、乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、乙酰乙酰輔酶A水解酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶或乙酰乙酸還原酶。在某些方面,本文公開(kāi)的實(shí)施方式涉及一種用于生產(chǎn)1，3-BD0的方法,其包括在條件和足夠的時(shí)間下培養(yǎng)上述非天然存在微生物有機(jī)體以生產(chǎn)1，3-BD0。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明附圖I顯示了一個(gè)描述Wood-Ljungdahl途徑以及乙酸和乙醇的形成途徑的圖表。能夠在合成氣中生長(zhǎng)的有機(jī)體的特征性轉(zhuǎn)化是1)C0脫氫酶，2)氫化酶，3)能量轉(zhuǎn)化氫化酶(ECH)JP 4)雙功能CO脫氫酶/乙酰輔酶A合酶。附圖2顯示了完整的Wood-Ljungdahl途徑，其能夠使氣體包括CO、CO2和/或H2轉(zhuǎn)換至乙酰輔酶A，其隨后轉(zhuǎn)換至細(xì)胞群和產(chǎn)物例如乙醇或乙酸?？s寫(xiě)=IOFTHF =10-甲酰四氫葉酸，5MTHF :5-甲基四氫葉酸，，ACTP :乙酰磷酸，CFeSp :類(lèi)咕啉鐵硫蛋白，F(xiàn)OR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氫葉酸，MLTHF :次甲基四氫葉酸，THF :四氫葉酸。
附圖3描述了從乙酰乙酰輔酶A至1，3_ 丁二醇的途徑。酶的步驟是A)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，B)3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，C) 3-羥基丁醛還原酶，D)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，E) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，F(xiàn))4-羥基，2- 丁酮還原酶，G)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，H) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)，I) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)，J) 3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，K) 3-羥基丁酸脫氫酶，L) 3-羥基丁酸還原酶，M)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，N)乙酰乙酸還原酶。附圖4顯示了碳水化合物例如葡萄糖，包括C0、C02和/或仏的氣體以及甲醇到乙酰輔酶A并進(jìn)一步到1，3-丁二醇的生物合成代謝途徑。加工到生產(chǎn)宿主中的特定酶轉(zhuǎn)化編號(hào)并顯示在該附圖中。縮寫(xiě)10FTHF 10-甲酰四氫葉酸，5MTHF 5-甲基四氫葉酸，ACTP 乙酰磷酸，CFeSp :類(lèi)咕啉鐵硫蛋白，F(xiàn)OR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氫葉酸，MLTHF :次甲基四氫葉酸，THF :四氫葉酸。附圖5顯示了碳水化合物例如葡萄糖、包括CO，CO2和/或H2的氣體以及甲醇到乙酰輔酶A并進(jìn)一步到1，3- 丁二醇的生物合成代謝途徑。加工到產(chǎn)物宿主中的具體酶的轉(zhuǎn)化被編號(hào)并顯示在該附圖中。縮寫(xiě)=IOFTHF 10~甲酰四氫葉酸，5MTHF:5-甲基四氫葉酸，ACTP 乙酰磷酸，CFeSp 類(lèi)咕啉鐵硫蛋白，F(xiàn)OR :甲酸，MeOH :甲醇，METHF :甲基四氫葉酸，MLTHF :次甲基四氫葉酸，THF :四氫葉酸。附圖6顯示了 IOmg下述物質(zhì)的蛋白質(zhì)印跡ACS90 (泳道1)，ACS91 (泳道2)，Mta98/99 (泳道3和4)標(biāo)準(zhǔn)大小的細(xì)胞提取物(泳道5)和熱醋穆?tīng)柺暇鶦0DH(Moth_1202/1203)或 Mtr (Moth_1197)蛋白(50、150、250、350、450、500、750、900 和IOOOng)的對(duì)照。附圖7顯示了在甲基紫精分析中使用的比色皿。右邊是空白對(duì)照，左邊是含還原的甲基紫精的比色皿。注，每個(gè)比色皿頂部的塞子和真空油酯用來(lái)維持反應(yīng)是缺氧的。附圖8顯示了 ACS90細(xì)胞提取物的光譜圖，為了分析CH3從加入的CH3-THF到純的熱醋穆?tīng)柺暇?lèi)咕啉蛋白的轉(zhuǎn)移。附圖9從左到右顯示了在空載體、ACS90和ACS91三種情況下，重組大腸桿菌MG1655在37°C下在N2和CO中厭氧生長(zhǎng)36小時(shí)。附

圖10顯示了通過(guò)采用Wood-Ljungdahl途徑酶結(jié)合1，3_ 丁二醇生物合成途徑，在葡萄糖中可生產(chǎn)I. 09mol/mol產(chǎn)率的1，3- 丁二醇的示例性流量分布。附圖11顯示了通過(guò)采用可共同利用甲醇作為底物的酶，在葡萄糖中可生產(chǎn)I. 2mol/mol產(chǎn)率的1，3- 丁二醇的示例性流量分布。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及開(kāi)發(fā)和使用有機(jī)體，所述有機(jī)體能夠利用碳水化合物、甲醇、合成氣和/或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)1，3-丁二醇。本發(fā)明進(jìn)一步涉及擴(kuò)展利用合成氣的微生物的產(chǎn)品范圍和產(chǎn)生能夠利用合成氣生產(chǎn)1，3- 丁二醇的重組有機(jī)體，并優(yōu)化它們的產(chǎn)率、效價(jià)和生產(chǎn)能力。重組有機(jī)體的開(kāi)發(fā)為可再生化學(xué)制品和染料制造提供成本優(yōu)勢(shì)的方法，所述重組有機(jī)體例如大腸桿菌(Escherichia coli)或其他適合商業(yè)化規(guī)模的有機(jī)體,其可以有效地利用合成氣作為底物來(lái)生長(zhǎng)和化學(xué)制品生產(chǎn)。有機(jī)體可以得到優(yōu)化且快速測(cè)定并在合理的成本內(nèi)。
合成氣作為原料的潛力在于它能夠有效率地且成本有效地轉(zhuǎn)化成化學(xué)制品和燃料的利益。合成氣轉(zhuǎn)化的兩個(gè)主要技術(shù)是Fischer-Tropsch方法和發(fā)酵方法。Fischer-Tropsch (F-T)技術(shù)自第二次世界大戰(zhàn)就已被開(kāi)發(fā)，并且包含無(wú)機(jī)和金屬的催化齊U，從而能夠有效地生產(chǎn)甲醇或混合烴類(lèi)作為燃料。F-T方法的缺點(diǎn)是1)缺少產(chǎn)物選擇性，其導(dǎo)致分離想要的產(chǎn)物的難度；2)催化劑敏感性中毒；3)由于高溫和壓力要求導(dǎo)致的高能量成本；和4)商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)成本上的可用的產(chǎn)品范圍有限。至于發(fā)酵方法，合成氣已表現(xiàn)出能給許多厭氧微生物充當(dāng)碳和能源，其中厭氧微生物可以把這材料轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物如乙醇、乙酸和氫。合成氣發(fā)酵轉(zhuǎn)化的主要優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)體生產(chǎn)單一產(chǎn)物的選擇性，對(duì)合成氣雜質(zhì)更強(qiáng)的耐受性，溫度和壓力的較低操作要求，以及潛在的來(lái)自合成氣的大型組合的產(chǎn)物。發(fā)酵方法的主要缺點(diǎn)是已知有機(jī)體只能把合成氣轉(zhuǎn)化成有限范圍的化學(xué)制品，如乙醇和乙酸，而不能有效生產(chǎn)其他化學(xué)制品，有機(jī)體缺少既定的工具用于遺傳操作，且有機(jī)體對(duì)高濃度的最終產(chǎn)物敏感。本發(fā)明涉及微生物的產(chǎn)生，其能有效地從合成氣或其他氣態(tài)碳源中生產(chǎn)1，3- 丁二醇。與傳統(tǒng)的基于石油的產(chǎn)品和直接衍生自葡萄糖、蔗糖或木質(zhì)纖維糖的相比，本發(fā)明的有機(jī)體和方法在1，3_ 丁二醇的生產(chǎn)成本上有顯著的優(yōu)勢(shì)。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明 提供一種非天然存在的微生物，其能夠利用合成氣或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)1，3- 丁二醇，其親本微生物沒(méi)有利用合成氣的本能，如附圖4和5所示。在這些微生物中，一個(gè)或多個(gè)蛋白或酶在微生物中表達(dá)，從而賦予一個(gè)利用合成氣或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)想要產(chǎn)物的途徑。在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種非天然存在的微生物，其在遺傳上已被改良，例如，通過(guò)表達(dá)一個(gè)或多個(gè)外源性基因或酶而賦予一種增加的生產(chǎn)1，3-丁二醇的能力，其親本微生物具有利用合成氣或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)想要產(chǎn)品的能力。因此，本發(fā)明涉及產(chǎn)生一種具有新的利用合成氣的代謝途徑能力的微生物，以及產(chǎn)生一種利用合成氣或其他氣態(tài)碳源生產(chǎn)I, 3- 丁二醇的效率提高的微生物。本發(fā)明還提供了非天然存在的微生物，其表達(dá)這樣的基因，所述基因編碼與MtaABC型甲基轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)相連的Wood-Ljungdahl途徑中的羰基分支相關(guān)的催化反應(yīng)的酶。該有機(jī)體能夠?qū)⒓状己桶珻0、C02、和/或仏的氣體轉(zhuǎn)化到乙酰輔酶A、細(xì)胞量和產(chǎn)物中，其中甲醇是一種可以來(lái)自合成氣的相對(duì)廉價(jià)的有機(jī)原料。本發(fā)明進(jìn)一步提供可以使碳水化合物原料中的1，3-丁二醇產(chǎn)率增加并超過(guò)天然預(yù)期的產(chǎn)率的途徑，大約Imol I, 3-丁二醇/mol葡萄糖，通過(guò)提供高效的機(jī)制將外源提供或內(nèi)源產(chǎn)生的甲醇或二氧化碳中的碳裝配到乙酰輔酶A中。大腸桿菌是一種工業(yè)上大量使用的有機(jī)體，具有無(wú)與倫比的遺傳工具適用性。為了加工將C02、C0和/或H2轉(zhuǎn)化至乙酰輔酶A的能力，作為所有細(xì)胞量組分和多種有用產(chǎn)物來(lái)源的中心代謝物進(jìn)入外源宿主例如大腸桿菌可以通過(guò)下述的外源性基因的表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中的外源性基因編碼Wood-Ljungdahl途徑的多種蛋白。該途徑在產(chǎn)乙酸有機(jī)體例如熱醋穆?tīng)柺暇?Moorella thermoacetica,以前稱(chēng)為 Clostridium thermoaceticum)中是高度活躍的，其中熱醋穆?tīng)柺暇詮?942年分離得到就成為解釋W(xué)ood-Ljungdahl途徑的模型有機(jī)體(Fontaine 等人,J Bacteriol. 43:701-715 (1942) )。Wood-Ljungdahl 途徑包括 2 個(gè)分支東向或甲基分支，和西向或羰基分支，前者能將CO2轉(zhuǎn)化成甲基四氫葉酸(Me-THF)，后者能將甲基-THF、C0和輔酶A轉(zhuǎn)化至乙酰輔酶A(參見(jiàn)附圖I和2)。正如本文所公開(kāi)的，本發(fā)明提供一種非天然存在的微生物，其表達(dá)催化Wood-Ljungdahl途徑的兩個(gè)分支的基因，以及用于生產(chǎn)1，3-丁二醇的基因。該有機(jī)體能夠?qū)珻0、C02和/或仏的氣體轉(zhuǎn)化至乙酰輔酶A、l，3-丁二醇、細(xì)胞量和產(chǎn)物。該有機(jī)體還能夠以化學(xué)當(dāng)量的最佳產(chǎn)率從碳水化合物生產(chǎn)1，3- 丁二醇。例如，與任一乙酰輔酶A至1，3- 丁二醇途徑結(jié)合,Wood-Ljungdahl酶能使每11摩爾的葡萄糖產(chǎn)生12摩爾1，3- 丁二醇，這與缺少Wood-Ljungdahl途徑酶下可得到Imol 1，3-丁二醇/Imol葡萄糖不同。本發(fā)明還提供了一種非天然存在的微生物，其表達(dá)這樣的基因，所述基因編碼催化與MtaABC型甲基轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)相連的Wood-Ljungdahl途徑的羰基分支的酶，以及生產(chǎn)1，3- 丁二醇的基因。該有機(jī)體能夠?qū)⒓状己桶珻O、CO2、和/或H2的氣體轉(zhuǎn)化至乙酰輔酶A、l，3-丁二醇、細(xì)胞量和產(chǎn)物，其中甲醇是來(lái)自合成氣的相對(duì)廉價(jià)的有機(jī)底物。除氣體底物以外，有機(jī)體可以單獨(dú)地利用甲醇或與碳水化合物如葡萄糖組合的甲醇來(lái)高產(chǎn)率的生產(chǎn) 1，3-丁二醇。合成氣也稱(chēng)為syngas或水煤氣，是煤和含碳材料如生物質(zhì)材料，包括農(nóng)作物和殘 渣氣化的主要產(chǎn)物。合成氣是主要為H2和CO的混合物，可以從任何有機(jī)原料包括但不限于煤、石油、天然氣、生物質(zhì)和廢棄有機(jī)物質(zhì)的氣化而得到。氣化通常在高的燃料對(duì)氧氣比率下發(fā)生。除了大量的H2和CO，合成氣還可包括較少量的CO2和其他氣體。因此，合成氣提供了氣態(tài)碳如CO和CO2的成本有效來(lái)源。正如本文所公開(kāi)的，氣態(tài)碳源如包含CO和/或CO2的合成氣可以被本發(fā)明的非天然存在的微生物利用以生產(chǎn)1，3-丁二醇。盡管本文通常以合成氣來(lái)舉例說(shuō)明，但可以理解地，任何來(lái)源的包含CO和/或CO2的氣態(tài)碳都可以被本發(fā)明的非天然存在的微生物利用。因此，本發(fā)明涉及非天然存在的微生物，其能夠利用CO和/或CO2作為碳源。Wood-Ljungdahl途徑催化CO和H2轉(zhuǎn)化至乙酰輔酶A和其他產(chǎn)物如乙酸。能夠利用CO和合成氣的有機(jī)體通常也能夠通過(guò)Wood-Ljungdahl途徑包含的酶和轉(zhuǎn)化的基本設(shè)置來(lái)利用CO2和C02/H2的混合物。早在揭露CO也能夠被相同的有機(jī)體利用并涉及相同的途徑之前，微生物的CO2至乙酸的H2依賴(lài)轉(zhuǎn)化已得到公認(rèn)。已經(jīng)證明，許多產(chǎn)乙酸菌在存在CO2和產(chǎn)物化合物如乙酸的情況下生長(zhǎng)，只要存在氫以供應(yīng)必需的還原當(dāng)量(例如參見(jiàn)Drake，Acetogenesis, pp. 3_60Chapman 和 Hall, New York, (1994))。這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途徑的非天然存在的微生物也可以利用CO2和H2的混合物用于生產(chǎn)乙酰輔酶A和其他想要產(chǎn)物，例如1，3- 丁二醇。Wood-Ljungdahl途徑是現(xiàn)有技術(shù)已知的，由可分成兩個(gè)分支的12個(gè)反應(yīng)組成(I)甲基分支和(2)羰基分支。甲基分支將合成氣轉(zhuǎn)化為甲基四氫葉酸(甲基-THF)，而羰基分支將甲基-THF轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A。甲基分支的反應(yīng)依次被以下酶或蛋白催化鐵氧化還原蛋白氧化還原酶、甲酸脫氫酶、甲酰四氫葉酸合成酶、次甲基四氫葉酸酯環(huán)化脫水酶、亞甲基四氫葉酸脫氫酶和亞甲基四氫葉酸還原酶。羰基分支的反應(yīng)依次被以下酶或蛋白催化甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(例如AcsE)、類(lèi)咕啉鐵硫蛋白、鎳蛋白裝配蛋白(例如AcsF)、鐵氧化還原蛋白、乙酰輔酶A合酶、一氧化碳脫氫酶和鎳蛋白裝配蛋白(例如CooO0根據(jù)本文提供的引入足量的編碼核酸來(lái)產(chǎn)生乙酰輔酶A途徑的教導(dǎo)和指導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為了引入至少編碼宿主有機(jī)體缺少的Wood-Ljungdahl酶或蛋白的基因，也可以進(jìn)行相同的加工設(shè)計(jì)。因此，將一個(gè)或多個(gè)編碼核酸引入到本發(fā)明的微生物中，這樣，改良的有機(jī)體包含一個(gè)分支或完整的Wood-Ljungdah途徑,將賦予合成氣利用能力。因此，本發(fā)明的非天然存在的微生物可以使用合成氣或其他提供CO和/或CO2的氣態(tài)碳源來(lái)生產(chǎn)1，3-丁二醇。關(guān)于CO2，其他的來(lái)源包括，但不限于，氨和氫工廠里作為副產(chǎn)物的CO2的產(chǎn)生，其中甲烷轉(zhuǎn)化成CO2 ;木材和礦物燃料的燃燒；作為啤酒、威士忌和其他酒精飲料釀造中糖發(fā)酵或其他發(fā)酵過(guò)程的副產(chǎn)物，CO2的產(chǎn)生；在生產(chǎn)石灰CaO過(guò)程中石灰石CaCO3的高溫分解；作為磷酸鈉生產(chǎn)中的副產(chǎn)物的CO2的產(chǎn)生；以及直接來(lái)自天然二氧化碳泉，其由石灰石或白云石與酸化水的反應(yīng)產(chǎn)生。產(chǎn)乙酸菌例如熱醋穆?tīng)柺暇?、C. Iiungdahlii和C. carboxidivorans可以在許多碳源中生長(zhǎng)，其中碳源的范圍從己糖到一氧化碳。己糖如葡萄糖首先經(jīng)Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)糖降解代謝為丙酮酸,其然后經(jīng)丙酮酸鐵氧化還原蛋白氧化還原酶(PFOR)轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A。乙酰輔酶A可用于修建生物質(zhì)前體，或可轉(zhuǎn)換為乙酸，其經(jīng)乙酸激酶和磷酸乙酸轉(zhuǎn)移酶產(chǎn)生能量。葡萄糖至乙酸的全部轉(zhuǎn)換、能量和還原當(dāng)量是
C6H1206+4ADP+4Pi — 2CH3C00H+2C02+4ATP+8 [H]產(chǎn)乙酸菌甚至在葡萄糖至乙酸的轉(zhuǎn)化中得到更多的能量，同時(shí)還通過(guò)Wood-Ljungdahl途徑將釋放的CO2進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙酸來(lái)維持氧化還原反應(yīng)平衡2C02+8[H]+n ADP+n Pi — CH3C00H+n ATP上述公式中的系數(shù)n表示該轉(zhuǎn)化是產(chǎn)生能量的，許多產(chǎn)乙酸菌可以通過(guò)Wood-Ljungdahl途徑在有CO2的情況下生長(zhǎng)，甚至不存在葡萄糖，只要存在氫以供應(yīng)必需的
還原當(dāng)量。2C02+4H2+n ADP+n Pi — CH3C00H+2H20+n ATP如附圖I所描述的Wood-Ljungdahl途徑與Na+或H+離子梯度的建立相偶聯(lián)，其可以經(jīng)Na+或H+依賴(lài)ATP合酶產(chǎn)生ATP，各自在產(chǎn)乙酸菌中Muller V.能量守恒。Appl EnvironMicrobiol 69:6345-6353(2003)?；谶@些已知的轉(zhuǎn)化，產(chǎn)乙酸菌還能夠利用CO作為唯一的碳和能量來(lái)源。特別地，CO可以被氧化產(chǎn)生還原當(dāng)量和CO2，或直接同化到乙酰輔酶A中，其隨后轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)或乙酸。4C0+2H20 — CH3C00H+2C02但是，當(dāng)存在足夠的氫以滿足還原當(dāng)量的需求量，甚至可以達(dá)到更高的乙酸產(chǎn)率。2C0+2H2 — CH3COOH根據(jù)圖I，經(jīng)乙酰輔酶的乙酸生產(chǎn)生成I個(gè)ATP分子，而從乙酰輔酶A的乙醇生產(chǎn)不生成ATP且需要2個(gè)還原當(dāng)量。因此，可以得出結(jié)論，在沒(méi)有乙酸產(chǎn)生時(shí)，從合成氣中生產(chǎn)乙醇不會(huì)產(chǎn)生足夠的能量用于細(xì)胞生長(zhǎng)。但是，在某些條件下，Clostridium Ijungdahlii主要從合成氣中生產(chǎn)乙醇(Klasson等人，F(xiàn)uel 72. 12:1673-1678 (1993))，這表明一些相結(jié)合的途徑確實(shí)產(chǎn)生足夠的能量來(lái)支持細(xì)胞生長(zhǎng)。2C02+6H2 — CH3CH20H+3H206C0+3H20 — CH3CH20H+4C022C0+4H2 — CH3CH20H+H20產(chǎn)氫細(xì)菌如深紅紅螺菌也可以在CO和水轉(zhuǎn)化為氫的過(guò)程中產(chǎn)生能量(參見(jiàn)附圖I) (Simpma 等人，Critical Reviews in Biotechnology, 26. 1:41-65 (2006))。中心機(jī)制是能量轉(zhuǎn)換氫化酶(ECH)和CO脫氫酶的協(xié)調(diào)活動(dòng)。CO脫氫酶提供來(lái)自CO的電子，然后電子被ECH用于將質(zhì)子還原成H2,它們的活動(dòng)與能量產(chǎn)生的質(zhì)子轉(zhuǎn)為相偶聯(lián)。最終的結(jié)果是通過(guò)水煤氣變換反應(yīng)產(chǎn)生的能量。本文公開(kāi)的用于從合成氣中生物合成生產(chǎn)1，3-BD0的方法包含可持續(xù)生產(chǎn)實(shí)踐，其利用可再生原料，降低能量強(qiáng)度和減低溫室氣體排放。此外，生物基-1，3-BD0的脫水是在小型終端使用的設(shè)備中生產(chǎn)丁醇的可再生途徑，其中不需要可燃的和活性化學(xué)品的運(yùn)輸。如本文所用的，提到本發(fā)明的微生物有機(jī)體或微生物時(shí)使用的術(shù)語(yǔ)“非天然存在”意指微生物有機(jī)體有至少一個(gè)的遺傳改變，其在相關(guān)物種的天然存在菌株(包括相關(guān)物種的野生型菌株)中通常找不到。遺傳改變包括，例如，引入編碼代謝性多肽的可表達(dá)核酸的修飾、其他核酸添加、核酸刪除和/或微生物的遺傳物質(zhì)的其他功能破壞。這樣的修飾包括，例如，它的編碼區(qū)域和功能性片段，對(duì)于相關(guān)物種的異源、同源或既有異源又有同源的多肽。其他修飾包括，例如，非編碼調(diào)節(jié)區(qū)域，其中修飾改變基因或操縱子的表達(dá)。示例性 的代謝性多肽包括1，3- 丁二醇生物合成途徑在內(nèi)的酶或蛋白。代謝性修飾是指一種生化反應(yīng)，其改變它的天然存在狀態(tài)。因此，非天然存在微生物可以具有對(duì)其編碼代謝性多肽的核酸或功能片段的遺傳修飾。本文公開(kāi)了示例性的代謝性修飾。如本文所用的，提到微生物有機(jī)體時(shí)使用的術(shù)語(yǔ)“分離”意指一個(gè)有機(jī)體，其至少缺少自然界中找到的相關(guān)微生物有機(jī)體的一個(gè)組分。該術(shù)語(yǔ)包括這樣的微生物，其刪除了自然環(huán)境中找到的這種微生物中一些或所有組分。該術(shù)語(yǔ)還包括這樣的微生物有機(jī)體，其刪除了非天然存在的環(huán)境中找到的這種微生物中一些或所有組分。因此，分離的微生物是部分或完全地與那些在自然界或那些生長(zhǎng)、儲(chǔ)藏或生存在非天然存在的環(huán)境中找到的其他物質(zhì)相分離。分離的微生物的具體例子包括部分純的微生物、基本上純的微生物和培養(yǎng)在非天然存在的培養(yǎng)基中的微生物。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“微生物(microbial)”、“微生物有機(jī)體(microbialorganism)”或“微生物(microorganism)”意指任何以顯微細(xì)胞存在的有機(jī)體,其包括在古細(xì)菌、細(xì)菌或真核的范圍內(nèi)。因此，該術(shù)語(yǔ)包含具有顯微大小的原核或真核細(xì)胞或有機(jī)體，并且包括細(xì)菌、古細(xì)菌和真細(xì)菌的所有物種，以及真核微生物如酵母和真菌。該術(shù)語(yǔ)還包括細(xì)胞培養(yǎng)的任何物種，其可以培養(yǎng)用于生物化學(xué)品的生產(chǎn)。如本文所用的，術(shù)語(yǔ)“CoA”或“輔酶A”意指一種有機(jī)輔因子或輔基(酶的非蛋白部分)，它的存在是許多酶(脫輔基酶)的活性所必需的，以形成活化的酶系統(tǒng)。在某些縮合酶中，輔酶A在乙?；蚱渌；D(zhuǎn)移以及脂肪酸合成和氧化、丙酮酸氧化以及其他乙?；邪l(fā)揮作用。如本文所用的，提到培養(yǎng)或生長(zhǎng)條件時(shí)使用的術(shù)語(yǔ)“基本上厭氧”意指液體培養(yǎng)基中的溶解氧的量少于約10%的飽和度。這個(gè)術(shù)語(yǔ)也包括液體或固體培養(yǎng)的密封室中維持少于約1%氧的大氣壓。本文所用的“外源”意指相關(guān)分子或相關(guān)活性引入到宿主微生物中?？梢砸敕肿?例如,將編碼核酸引入到宿主遺傳物質(zhì)中，如通過(guò)整合到宿主染色體或非染色體遺傳物質(zhì)如質(zhì)粒中。因此，提到編碼核酸的表達(dá)時(shí)使用的該術(shù)語(yǔ)是指編碼核酸以可表達(dá)形式引入到微生物中。在提到生物合成活性時(shí)使用，該術(shù)語(yǔ)是指一種引入到宿主相關(guān)有機(jī)體中的活性。來(lái)源可以是，例如，同源或異源的編碼核酸，其在被引入到宿主微生物后表達(dá)相關(guān)活性。因此，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)源”是指存在在宿主中的相關(guān)分子或活性。類(lèi)似地，當(dāng)在提到表達(dá)編碼核酸時(shí)使用時(shí)，該術(shù)語(yǔ)是指微生物內(nèi)含的編碼核酸的表達(dá)。術(shù)語(yǔ)“異源”是指分子或活性來(lái)自除相關(guān)物種以外的來(lái)源，而“同源”是指分子或活性來(lái)自宿主微生物。相應(yīng)地，本發(fā)明的編碼核酸的外源性表達(dá)可以利用異源或同源編碼核酸的任一個(gè)或兩者。可以理解地，當(dāng)微生物中包含超過(guò)一個(gè)外源核酸時(shí)，該超過(guò)一個(gè)外源核酸是指如上文詳述的相關(guān)編碼核酸或生物合成活性。進(jìn)一步可以理解地，正如本文所述的，這種超過(guò)一個(gè)的外源核酸可以在分離核酸分子、多順?lè)醋雍怂岱肿踊蚱浣Y(jié)合上被引入到宿主微生物，并仍被認(rèn)為是超過(guò)一個(gè)的外源核酸。例如，如本文所描述的，一個(gè)微生物可以被加工成表達(dá)兩個(gè)或更多的編碼期望途徑的酶或蛋白的外源核酸。在兩個(gè)編碼期望活性的外源核酸引入到宿主微生物的情況下，我們可以理解這兩個(gè)外源核酸可作為單個(gè)核酸引入，例如，在一個(gè)單個(gè)質(zhì)粒上，或在分離的質(zhì)粒上，可以整合到宿主染色體的單個(gè)位置或多個(gè)位置，并仍 被認(rèn)為是兩個(gè)外源核酸。類(lèi)似地，我們可以理解超過(guò)兩個(gè)外源核酸可以任何期望的組合引入到宿主微生物中，例如，在單個(gè)質(zhì)粒上，在分離的質(zhì)粒上，可整合到宿主染色體的單個(gè)位置或多個(gè)位置，并仍被認(rèn)為是超過(guò)兩個(gè)外源核酸，例如三個(gè)外源核酸。因此，相關(guān)外源核酸或生物合成活性的數(shù)量是指編碼核酸的數(shù)量或生物合成活性的數(shù)量，而不是引入到宿主微生物中的分離核酸的數(shù)量。本發(fā)明的非天然存在的微生物可包括穩(wěn)定的遺傳改變，其是指微生物可培養(yǎng)超過(guò)5代而不丟失該改變。通常，穩(wěn)定的遺傳改變包括維持超過(guò)10代的修飾，特別地，穩(wěn)定的修飾可維持超過(guò)約25代，更特別地，穩(wěn)定的遺傳修飾可以超過(guò)50代，包括無(wú)限期。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，包括本文示例性的代謝修飾的遺傳改變的描述是與下列有機(jī)體相關(guān)，合適的宿主有機(jī)體例如大腸桿菌E. coli和它們相關(guān)的代謝反應(yīng)或者作為期望遺傳物質(zhì)如期望代謝途徑的基因的合適來(lái)源的有機(jī)體。但是，由于品種多樣的有機(jī)體的完整的基因組序列和基因組領(lǐng)域的高水平，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很容易把本文所提供的教導(dǎo)和指導(dǎo)應(yīng)用到基本上所有的其他有機(jī)體上。例如，本文示例性的大腸桿菌E. coli代謝改變可以容易地應(yīng)用到其他物種中，通過(guò)摻合來(lái)自引用物種以外的物種的相同或相似的編碼核酸。這樣的遺傳改變包括，例如，物種同源性的遺傳改變，一般地，以及特別地，同源、旁系或非同源的基因替換。同源體是不同的有機(jī)體中以垂直族系(vertical descent)相關(guān)聯(lián)且具有基本上相同或同一功能的基因。例如，因?yàn)榄h(huán)氧化物的水解酶的生物學(xué)功能，鼠環(huán)氧化物水解酶和人環(huán)氧化物水解酶可以被認(rèn)為是同源體。當(dāng)例如基因共有足量的序列相似性以表明它們是同源的時(shí)候，基因以垂直族系相關(guān)聯(lián)；或者基因以進(jìn)化自共同的祖先相關(guān)聯(lián)?；蛞部梢员徽J(rèn)為是同源，如果它們共享三維結(jié)構(gòu)但不必要序列相似性，有足夠的量以表明它們自共同祖先進(jìn)化至基礎(chǔ)序列相似性不同的程度。同源的基因可以編碼序列相似性約25%至100%氨基酸序列同一性的蛋白。編碼共享氨基酸相似性少于25%的蛋白的基因也可以被認(rèn)為是由垂直族系產(chǎn)生的，如果它們的三維結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)出相似性。酶的絲氨酸蛋白酶家族的成員，包括組織型纖溶酶原激活物和彈性蛋白酶，被認(rèn)為是由共同祖先的垂直族系產(chǎn)生的。
同源體包括基因或它們編碼的基因產(chǎn)物，其經(jīng)過(guò)，例如進(jìn)化，在結(jié)構(gòu)或全部的活性上已有差異。例如，一個(gè)物種編碼一種顯示兩個(gè)功能的基因產(chǎn)物且該功能在第二種物種中已經(jīng)分成不同的基因，那么這3種基因和它們的相關(guān)產(chǎn)物被認(rèn)為是同源體。關(guān)于生物化學(xué)的產(chǎn)物的生產(chǎn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，選擇引入或是破壞含代謝活性的同源基因是為了非天然存在的微生物的構(gòu)建。同源體顯示可分離活性的一個(gè)例子是在兩個(gè)或更多物種之間或在單個(gè)物種內(nèi)，不同的活性已被分成不同的基因產(chǎn)物。一個(gè)具體的例子是彈性蛋白酶蛋白酶解和纖維蛋白溶酶原蛋白酶解的分離，絲氨酸蛋白酶的兩種類(lèi)型，成為纖溶酶原激活物和彈性蛋白酶這兩種不同的分子。第二個(gè)例子是支原體5’ -3’核酸外切酶和果蠅Drosophila DNA聚合酶III活性。來(lái)自第一個(gè)物種的DNA聚合酶可被認(rèn)為是來(lái)自第二個(gè)物種的核酸外切酶或聚合酶中的一個(gè)或兩者的同源體，反之亦然。相反地，旁系體是這樣的同源體，其與例如進(jìn)化趨異后的復(fù)制有關(guān)，具有相似或共同但不完全相同的功能。旁系體可以起源于或衍生自例如相同的物種或來(lái)自不同的物種。例如，微粒體的環(huán)氧化物水解酶(環(huán)氧化物水解I)和可溶性環(huán)氧化物水解酶(環(huán)氧化物水解酶II)可被認(rèn)為是旁系體，因?yàn)樗鼈儽硎緝煞N不同的酶，共同進(jìn)化自共同的祖先，它們催化不同的反應(yīng)并在相同物種中具有不同的功能。旁系體是這樣的蛋白，其來(lái)自相同物種且 彼此之間具有顯著的序列相似性以表明它們是同源，或通過(guò)共同進(jìn)化自共同的祖先而相關(guān)聯(lián)。旁系蛋白家族的成員包括HipA同源體、熒光素酶基因、肽酶和其他。非同源基因替換是來(lái)自一種物種的非同源基因能替換為不同物種中的相關(guān)功能基因。替換包括，例如，相比于所述不同物種中的相關(guān)功能，能夠執(zhí)行基本上相同或相似的功能的起源物種。盡管通常地，非同源基因替換可以鑒別為與編碼相關(guān)功能的已知基因結(jié)構(gòu)上相關(guān)，然而較低的結(jié)構(gòu)相關(guān)性但是功能相似的基因及其對(duì)應(yīng)的基因產(chǎn)物將仍落入本文所用的該術(shù)語(yǔ)的含義之內(nèi)。功能相似性要求，例如，在非同源基因產(chǎn)物的活性位點(diǎn)或結(jié)合區(qū)域上至少一些結(jié)構(gòu)相似性，相比于編碼要替換的功能的基因。因此，非同源基因包括，例如，旁系或不相關(guān)基因。因此，在鑒別和構(gòu)建本發(fā)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時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解將本文提供的教導(dǎo)和指導(dǎo)應(yīng)用于具體的物種，其中代謝修飾的鑒別可包括同源體的確認(rèn)和包含或失活。就存在于編碼催化相似或基本上相似代謝反應(yīng)的酶的相關(guān)微生物中的旁系和/或非同源基因替換而言，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以利用這些進(jìn)化相關(guān)基因。同源、旁系和非同源基因替換可以用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來(lái)測(cè)定。例如，兩個(gè)多肽的核酸或氨基酸序列的檢測(cè)將顯示比較序列之間的序列同一性和相似性?；谶@些相似性，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定該相似性是否高到足以表明蛋白是通過(guò)進(jìn)化自共同的祖先而相關(guān)聯(lián)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的算法，如Align、BLAST、Clustal W和其他比較并測(cè)定未加工序列相似性或同一性，還測(cè)定序列中間隙的存在或重要性，其可以指定一個(gè)比重或得分。這些算法也是本領(lǐng)域已知的，并類(lèi)似地用于測(cè)定核苷酸序列相似性或同一性。測(cè)定相關(guān)性的足夠相似性的參數(shù)基于計(jì)算統(tǒng)計(jì)學(xué)相似性的公知方法來(lái)計(jì)算，或者在隨機(jī)多肽中找到相似配對(duì)的機(jī)會(huì)，以及測(cè)定配對(duì)的顯著性。如果需要的話，兩個(gè)或更多序列的計(jì)算機(jī)比較還可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員肉眼來(lái)優(yōu)化。相關(guān)基因產(chǎn)物或蛋白可期望具有高相似性，例如，25%至100%的序列同一性。不相關(guān)蛋白可以具有這樣的同一性，其基本上與被期望偶然發(fā)生的一樣(約5%)，如果掃描足夠大的數(shù)據(jù)庫(kù)。5%至24%之間的序列可能或可能不代表足夠的同源性來(lái)得出比較序列是相關(guān)的結(jié)論?；跀?shù)據(jù)庫(kù)的大小測(cè)定這樣的配對(duì)的顯著性的其他統(tǒng)計(jì)學(xué)分析可以用來(lái)測(cè)定這些序列的相關(guān)性。使用BLAST算法來(lái)確定兩個(gè)或更多序列的相關(guān)性的示例性參數(shù)，例如，可以如下設(shè)置。簡(jiǎn)而言之，氨基酸序列比對(duì)可以用BLASTP版本2. 0.8(1999年I月5日)和以下參數(shù)來(lái)進(jìn)行矩陣0 BL0SUM62 ;間隙開(kāi)放11 ;間隙延伸1 ；x_dropoff :50 ;期望:10. 0 ;字長(zhǎng)3;過(guò)濾開(kāi)。核酸序列比對(duì)可以用BLASTN版本2. 0.6 (1998年9月16日)和以下參數(shù)進(jìn)行配對(duì)1 ;錯(cuò)配-2 ;間隙開(kāi)放5 ;間隙延伸2 ；x_dropoff :50 ;期望10. 0 ； 11 ;過(guò)濾關(guān)。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道可以對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行哪些修改以增加或減少例如比較的嚴(yán)緊性，以及確定兩個(gè)或多個(gè)序列的相關(guān)性。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途徑的非天然存在微生物，其包括至少一個(gè)編碼足量表達(dá)以產(chǎn)生1，3-BD0的1，3-BD0途徑酶或蛋白的外源性核酸。1，3-BD0途徑包括甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)、類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)、類(lèi)咕啉鐵-硫 蛋白(AcsD)、鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)、鐵氧化還原蛋白(0rf7)、乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脫氫酶(AcsA)、氫化酶(Hyd)、乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)、3_氧代丁醛還原酶(酮還原)、3_羥基丁醛還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)、3_氧代丁醛還原酶(醛還原)、4_羥基，2- 丁酮還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)、3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、3-羥基丁酰輔酶A水解酶、3-羥基丁酰輔酶A合成酶、3-羥基丁酸脫氫酶、3-羥基丁還原酶、乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、乙酰乙酰輔酶A水解酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶、或乙酰乙酸還原酶。在一些實(shí)施方式中，1，3_BD0途徑酶是選自以下的一組酶A:1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，13) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和14) 4-羥基，2- 丁酮還原酶；B:l)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB),12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，13) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和14)3-羥基丁醛還原酶；C :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9)—氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，13)3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)，和14) 3-羥基丁醛還原酶；D :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，和13)3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成);E 1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶,11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，和14)4-羥基，2- 丁酮還原酶；F:l)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB),12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸還原酶，14) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和15)3-羥基丁醛還原酶；G 1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，
3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸還原酶，14) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和15) 4-羥基，2-丁酮還原酶；H:1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，
4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9)一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，13) 3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，14) 3-羥基丁酸還原酶，和15) 3-羥基丁醛還原酶；1 1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13) 3-羥基丁酸脫氫酶，14) 3-羥基丁酸還原酶，和15) 3-羥基丁醛還原酶。非天然存在的微生物可以包括2個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在一些實(shí)施方式中，3個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸,在其他實(shí)施方式中，4個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，5個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，6個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，7個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，8個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，9個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，10個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，11個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，12個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，13個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，14個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，15個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，還在其他實(shí)施方式中。這些至少一個(gè)外源核酸的任一個(gè)可以是異源核酸，并且可以構(gòu)建該非天然存在的微生物用于培養(yǎng)在基本上厭氧培養(yǎng)基中。這樣的微生物可以使用選自以下的碳原料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的合成氣，5 )甲醇和包含CO、CO2和H2的合成氣，6) —種或多種碳水化合物，7)甲醇和一種或多種碳水化合物，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。在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種非天然存在的微生物，包含具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途徑的微生物，所述途徑包含至少一個(gè)編碼足量表達(dá)以產(chǎn)生1，3-BD0的1，3-BD0途徑酶或蛋白的外源性核酸，所述1，3-BD0途徑包含甲酸脫氫酶，甲酰四氫葉酸合成酶，次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，亞甲基四氫葉酸脫氫酶，亞甲基四氫葉酸還原酶，甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),鐵氧化還原蛋白(0rf7),乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), —氧化碳脫氫酶 (AcsA)，氫化酶(Hyd)，乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，3-羥基丁醛還原酶，乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，4-羥基，2- 丁酮還原酶，乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)，3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)，3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶，3-羥基丁酰輔酶A水解酶，3-羥基丁酰輔酶A合成酶，3-羥基丁酸脫氫酶，3-羥基丁酸還原酶，乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶，乙酰乙酰輔酶A水解酶，乙酰乙酰輔酶A合成酶，或乙酰乙酸還原酶。在一些實(shí)施方式中，1，3_BD0途徑酶選自下列酶的一組:A:l)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，15) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和16) 4-羥基，2-丁酮還原酶；B:1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11)一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，15)3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和16)3-羥基丁醛還原酶；C
I)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 9)鐵氧化還原蛋白(0rf7),10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，15) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)，和16)3-羥基丁醛還原酶；D 1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶,5)亞甲基四氫葉酸還原酶,6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，12)氫化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，和15) 4-羥基，2- 丁酮還原酶；E : I)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(OrfT), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，和15) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)；F 1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯cyclo水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶， 15)乙酰乙酸還原酶，16) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和17) 3-羥基丁醛還原酶；G :1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(0rf7),10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸還原酶，16) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和17) 4-羥基，2- 丁酮還原酶；H :1)甲酸脫氫酶，
2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 8)鎳-蛋白裝配蛋白(Acs&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，15) 3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，16) 3-羥基丁酸還原酶，和17) 3-羥基丁醛還原酶；1 1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，15) 3-羥基丁酸脫氫酶，16) 3-羥基丁酸還原酶，和17) 3-羥基丁醛還原酶。非天然存在的微生物可包括2個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑的外源核酸，在一些實(shí)施方式中，3個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，4個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，5個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，6個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，7個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，8個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，9個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BD0途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，10個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，11個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，12個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，13個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，14個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，15個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，16個(gè)各自編碼一個(gè)1，3-BDO途徑酶的外源核酸，在其他實(shí)施方式中，和17個(gè)外源核酸，還在其他實(shí)施方案中。這些至少一個(gè)外源核酸的任一個(gè)可以是異源核酸，并且可以構(gòu)建該非天然存在的微生物用于培養(yǎng)在基本上厭氧培養(yǎng)基中。這樣的微生物可以使用選自以下的碳原料l)CO，2)CO2和H2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成氣，5)包含CO、CO2和H2的合成氣，6) —種或多種碳水化合物。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。在一個(gè)其他的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供具有1，3_ 丁二醇途徑的非天然存在的微 生物，其中非天然存在的微生物包含至少一個(gè)編碼酶或蛋白的外源性核酸，其將底物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，該轉(zhuǎn)化選自以下二氧化碳到FOR，F(xiàn)OR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 至乙酰輔酶A，乙酰輔酶A至乙酰乙酰輔酶A，乙酰乙酰輔酶A至3-羥基丁基輔酶A，3-羥基丁基輔酶A至3-羥基丁醛，3-羥基丁醛至1，3-BD0, 3-羥基丁基輔酶A至1，3-BD0,乙酰乙酰輔酶A至4-輕基-2- 丁酮，乙酰乙酰輔酶A至3-氧丁醒(3-oxobutryaldehyde), 3_氧丁醛至4-羥基-2- 丁酮，4-羥基-2- 丁酮至1，3-BD0, 3-氧丁醛至3-羥基丁醛，乙酰乙酰輔酶A至乙酰乙酸，乙酰乙酸至3-氧代丁醛，乙酰乙酸至3-羥基丁酸，3-羥基丁酰輔酶A至3-羥基丁酸，和3-羥基丁酸至3-羥基丁醛。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，這些僅僅是示例，且基于本文的教導(dǎo)，本文公開(kāi)的任何適合生產(chǎn)想要產(chǎn)物的底物-產(chǎn)物對(duì)和可用于將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的恰當(dāng)?shù)幕钚钥梢匀菀椎乇槐绢I(lǐng)域技術(shù)人員所確定。因此，本發(fā)明提供包含至少一個(gè)編碼酶或蛋白的外源性核酸的非天然存在的微生物，其中酶或蛋白轉(zhuǎn)化底物和1，3_ 丁二醇途徑的產(chǎn)物，例如附圖4和5顯示的那些。當(dāng)本文通常描述為包含1，3- 丁二醇途徑的微生物時(shí)，可以理解地，本發(fā)明還提供包含至少一個(gè)外源性核酸的非天然存在的微生物，所述外源性核酸編碼足量表達(dá)以產(chǎn)生1，3-丁二醇途徑的中間產(chǎn)物的1，3-丁二醇途徑酶或蛋白。例如，如本文所公開(kāi)的，I, 3-丁二醇途徑示例在附圖4和5。因此，除了包含產(chǎn)生1，3- 丁二醇的1，3- 丁二醇途徑的微生物夕卜，本發(fā)明還提供包含至少一個(gè)編碼1，3-丁二醇途徑酶的外源核酸的非天然存在的微生物，其中微生物產(chǎn)生1，3- 丁二醇途徑中間產(chǎn)物，例如，乙酰輔酶A，乙酰乙酰輔酶A，乙酰乙酸，3-羥基丁基輔酶A，3-羥基丁酸，3-氧代丁醛，4-羥基-2- 丁酮，和3-羥基丁醛?？梢岳斫獾?，本文公開(kāi)的任一途徑，如實(shí)施例和示例性附圖中的描述的，包括附圖4和5的途徑，可以用于產(chǎn)生非天然存在的微生物，其生產(chǎn)任何途徑的中間產(chǎn)物或產(chǎn)物，按照期望的。如本文公開(kāi)的,這樣的生產(chǎn)中間產(chǎn)物的微生物可以與其他表達(dá)下游途徑酶生產(chǎn)想要產(chǎn)物的微生物結(jié)合使用。但是，可以理解地，生產(chǎn)1，3-丁二醇途徑中間產(chǎn)物的非天然存在的微生物可以用于生產(chǎn)中間產(chǎn)物作為期望的產(chǎn)物。因此，本發(fā)明的非天然存在的有機(jī)體可以用于生產(chǎn)，例如，乙酰乙酸，3-羥基丁酸，3-氧代丁醛，3-羥基丁醛，或4-羥基-2- 丁酮。因此，這些中間產(chǎn)物的任何一個(gè)可以利用附圖4和5所示的途徑在分離的有機(jī)體中產(chǎn)生。在一些實(shí)施方式中，本文描述的非天然存在的有機(jī)體具有如附圖4所示的3個(gè)能力1)功能性甲基轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)，提供從甲醇和THF中生產(chǎn)5-甲基-四氫葉酸(Me-THF)，2)結(jié)合CO、輔酶A和Me-THF的甲基以形成乙酰輔酶A的能力，和3)從乙酰輔酶A合成1，3- 丁二醇的能力。后者可以通過(guò)碳水化合物經(jīng)糖酵解產(chǎn)生丙酮酸而得到促進(jìn)。糖酵解是一個(gè)厭氧代謝途徑，其可在所有活的有機(jī)體細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中找到。這個(gè)過(guò)程將一分子葡萄糖轉(zhuǎn)化為2分子丙酮酸，同時(shí)提供2個(gè)凈分子ATP 葡萄糖+2NAD++2PJ2ADP — 2 丙酮酸 +2NADH+2ATP+2H++2H2O這種非天然存在的有機(jī)體可以“固定(fix)”外源性CO和/或CO2和甲醇的碳以 合成乙酰輔酶A、細(xì)胞量和產(chǎn)物。值得注意的是,相比于利用全部的Wood-Ljungdahl途徑，執(zhí)行從甲醇和合成氣形成乙酰輔酶A的途徑是能量有利的。例如，合成氣到乙酸的直接轉(zhuǎn)化是能量中立過(guò)程(參見(jiàn)附圖I和2)。特別地，由甲?；?THF合酶形成甲?；?THF的過(guò)程中消耗一個(gè)ATP分子，而經(jīng)乙酸激酶生產(chǎn)乙酸的過(guò)程產(chǎn)生I個(gè)ATP分子。本文公開(kāi)的途徑圍繞著ATP消耗，通過(guò)保證甲基分支產(chǎn)物甲基-THF的甲基是從甲醇而不是CO2中得到。這保證了乙酸形成有正ATP產(chǎn)率，其可以幫助支持細(xì)胞生長(zhǎng)和維持。被加工成具有這些能力并具有(糖)回補(bǔ)(anapleurosis)能力的宿主微生物(例如大腸桿菌)在存在合適的外部電子受體如硝酸的情況下可以在甲醇和合成氣生產(chǎn)的乙酰輔酶A中生長(zhǎng)。電子受體用于接受來(lái)自經(jīng)琥珀酸脫氫酶形成的還原醌的電子。添加外部電子受體的另一個(gè)好處是，用于細(xì)胞生長(zhǎng)、維持和產(chǎn)物形成的額外能量可由乙酰輔酶A的呼吸來(lái)產(chǎn)生。在一些實(shí)施方式中，另一個(gè)非天然存在的微生物具有丙酮酸鐵氧還原蛋白氧化還原酶(PFOR)或其他促進(jìn)丙酮酸轉(zhuǎn)化到乙酰輔酶A的酶或反之亦然進(jìn)入菌株以促進(jìn)生物量母體的合成，在缺少外部電子受體的情況下。該非天然存在的有機(jī)體的另一特征是從分子氫中提取還原當(dāng)量的能力。這能使還原產(chǎn)物例如乙醇、丁醇、異丁醇、異丙醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、琥珀酸、富馬酸、馬來(lái)酸、4-羥丁酸、3-羥丙酸、乳酸、己二酸、甲基丙烯酸和丙烯酸具有高的產(chǎn)率。本發(fā)明描述的有機(jī)體可以從下列物質(zhì)中生產(chǎn)乙酰輔酶A、細(xì)胞量和目標(biāo)化學(xué)制品，更特定地是1，3-BD0，所述物質(zhì)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和仏的合成氣，5)甲醇和包含C0、C02和仏的合成氣，6)—種或多種碳水化合物，7)甲醇和一種或多種碳水化合物，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。成功地將這些途徑加工到一個(gè)有機(jī)體中包含鑒別一組恰當(dāng)?shù)拿福寺∷鼈兊南鄳?yīng)的基因到生產(chǎn)宿主，優(yōu)化這些基因的穩(wěn)定性和表達(dá)，優(yōu)化發(fā)酵條件，以及分析發(fā)酵后的產(chǎn)物形成。下面描述了催化途徑的各步驟的許多酶，所述途徑使用合成氣和甲醇轉(zhuǎn)化成乙酰輔酶A，以及進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成至1，3-丁二醇。為了加工生產(chǎn)宿主用于合成氣和甲醇的利用，一個(gè)或多個(gè)編碼這些途徑的酶的外源DNA序列可以在微生物中表達(dá)。如附圖4所示的外來(lái)宿主中的改良的Wood-Ljungdahl途徑的表達(dá)包含引入一組甲基轉(zhuǎn)移酶來(lái)利用甲醇提供的碳和氫以及CO和/或CO2提供的碳。名稱(chēng)為MtaA、MtaB和MtaC的這3個(gè)甲基轉(zhuǎn)移酶蛋白的復(fù)合體執(zhí)行期望的甲醇甲基轉(zhuǎn)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是一種鋅蛋白，其催化甲基從甲醇轉(zhuǎn)移到MtaC，一種類(lèi)咕啉蛋白。編碼MtaB和MtaC的示例性基因可以在產(chǎn)甲烷古細(xì)菌例如巴氏甲烷八疊球菌(Methanosarcinabarkeri) (Maeder 等人，J. Bacteriol. 188. 22:7922-7931 (2006))和醋酸甲烷八疊球菌(Methanosarcina acetivorans) (Galagan 等人，Genome Res. 12/4:532-542 (2002))以及產(chǎn)乙酸菌熱醋穆?tīng)柺暇?Das等人，Proteins 67. 1:167-176 (2007))中找到。通常地MtaB和MtaC基因在染色體上彼此靠近，因?yàn)樗鼈兊幕钚允蔷o密地相互依賴(lài)。在巴氏甲烷八疊球菌、醋酸甲烷八疊球菌和熱醋穆?tīng)柺暇械母鞣NMtaB和MtaC的編碼基因的蛋白序列可以通過(guò)它們下列的GenBank登記號(hào)來(lái)鑒定
蛋白~ GenBank ID GI號(hào)有機(jī)體
MtaBl YP—304299 73668284 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaCl YP—304298 73668283 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaB2 YP—307082 73671067 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaC2 YP—307081 73671066 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaB3 YP—304612 73668597 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaC3 YP—304611 73668596 巴氏甲烷八疊球菌~
MtaBl NP—615421 20089346 醋酸甲烷八疊球菌~
MtaBl NP—615422 20089347 醋酸甲烷八疊球菌~
MtaB2 NP—619254 20093179 醋酸甲烷八疊球菌~
MtaC2 NP—619253 20093178 醋酸甲烷八疊球菌~
MtaB3 NP—616549 20090474 醋酸甲烷八疊球菌~
MtaC3 NP—616550 20090475 醋酸甲烷八疊球菌~
權(quán)利要求
1.一種非天然存在的微生物有機(jī)體，包含具有1，3- 丁二醇(1，3-BD0)途徑的微生物有機(jī)體，該途徑包含至少一個(gè)外源性核酸，該外源性核酸編碼足量表達(dá)以產(chǎn)生1，3-BD0的I,3-BD0途徑酶或蛋白，所述1，3-BD0途徑包含甲酸脫氫酶、甲酰四氫葉酸合成酶、次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶、亞甲基四氫葉酸脫氫酶、亞甲基四氫葉酸還原酶、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(Ac sE)、類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)、鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)、鐵氧化還原蛋白(0rf7)、乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脫氫酶(AcsA)、氫化酶(Hyd),乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)、3_氧代丁醛還原酶(酮還原)、3-羥基丁醛還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)、3-氧代丁醛還原酶(醛還原)、4_羥基，2- 丁酮還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)、3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)、3_羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、3-羥基丁酰輔酶A水解酶、3-羥基丁酰輔酶A合成酶、3-羥基丁酸脫氫酶、3-羥基丁酸還原酶、乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、乙酰乙酰輔酶A水解酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶或乙酰乙酸還原酶； 其中所述1，3-BD0途徑酶選自下列的一組酶:A :1) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成),2)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脫氫酶，4)甲酰四氫葉酸合成酶，5)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，6)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，7)亞甲基四氫葉酸還原酶，8)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，9)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，10)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 11)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，12) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，13)氫化酶(Hyd)，14)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，15)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，和16) 3-羥基丁醛還原酶:1)3-羥基丁酸還原酶，2)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脫氫酶,4)甲酰四氫葉酸合成酶，5)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，6)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，7)亞甲基四氫葉酸還原酶，8)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，9)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 10)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 11)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 12) 一氧化碳脫氫酶(八(^)，13)氫化酶(取(1)，14)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，15)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，16)3_羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，和17)3-羥基丁醛還原酶；C 1)3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)，2)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，3)甲酸脫氫酶，4)甲酰四氫葉酸合成酶，5)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，6)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，7)亞甲基四氫葉酸還原酶，8)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，9)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 10)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 11)鐵氧化還原蛋白(OrfT), 12) 一氧化碳脫氫酶(八(^)，13)氫化酶(取(1)，14)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，和15)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，D:l)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶,5)亞甲基四氫葉酸還原酶,6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(Ac SE )，7 )類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(Ac sD )，8 )鎳-蛋白裝配蛋白(Ac sF&CooC )，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11)一氧化碳脫氫酶(AcsA),12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，15)3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和16)4-羥基，2- 丁酮還原酶；E :1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，15) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和16)3-羥基丁醛還原酶；F 1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶,5)亞甲基四氫葉酸還原酶,6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，12)氫化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，和15) 4-羥基，2- 丁酮還原酶；G : I)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),9)鐵氧化還原蛋白(0rf7), 10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 11) 一氧化碳脫氫酶(AcsA), 12)氫化酶(Hyd), 13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB), 14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸還原酶，16) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和17) 3-羥基丁醛還原酶；H:1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶， 3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6) 甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11)一氧化碳脫氫酶(AcsA)，12)氫化酶(Hyd)，13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，15)乙酰乙酸還原酶，16) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和17) 4-羥基，2-丁酮還原酶；以及I :1)甲酸脫氫酶，2)甲酰四氫葉酸合成酶，3)次甲基四氫葉酸酯環(huán)水解酶，4)亞甲基四氫葉酸脫氫酶，5)亞甲基四氫葉酸還原酶，6)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，7)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，8)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，9)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，10)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，11) 一氧化碳脫氫酶(八(^)，12)氫化酶(取(1)，13)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，14)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，15)3-羥基丁酸脫氫酶，16)3-羥基丁酸還原酶，和17)3-羥基丁醛還原酶。
2.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含兩個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
3.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含3個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
4.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含4個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
5.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含5個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
6.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含6個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
7.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含7個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
8.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含8個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
9.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含9個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
10.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含10個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
11.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含11個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
12.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含12個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
13.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含13個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
14.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含14個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
15.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含15個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
16.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含16個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
17.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含17個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
18.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述的至少一個(gè)外源性核酸是異源性核酸。
19.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述的非天然存在的微生物有機(jī)體是在基本上缺氧的培養(yǎng)基中。
20.權(quán)利要求I所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述的微生物有機(jī)體使用碳原料，該碳原料選自I) CO，2) COdPH2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成氣，5)包含CO、CO2和H2的合成氣，和6) —種或多種碳水化合物。
21.一種生產(chǎn)1，3-BD0的方法，包括權(quán)利要求I的非天然存在的微生物有機(jī)體在一定條件下培養(yǎng)充足的一段時(shí)間以生產(chǎn)1，3-BD0。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述的非天然存在的微生物有機(jī)體是在基本上缺氧的培養(yǎng)基中。
23.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含兩個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
24.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含3個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
25.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含4個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
26.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含5個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
27.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含6個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼I，3-BDO途徑酶。
28.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含7個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
29.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含8個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
30.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含9個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼l，3-BDO途徑酶。
31.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含10個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
32.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含11個(gè)外源性核酸,該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
33.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含12個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
34.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含13個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
35.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含14個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
36.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含15個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
37.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含16個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
38.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含17個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
39.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述至少一個(gè)外源性核酸是異源性核酸。
40.權(quán)利要求21所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體使用碳原料，該碳原料選自l)CO，2)CO2和H2, 3) CO、CO2和H2,4)包含CO和H2的合成氣，5)包含CO、CO2和H2的合成氣，和6) 一種或多種碳水化合物。
41.一種非天然存在的微生物有機(jī)體，包含具有1，3_ 丁二醇(1，3-BD0)途徑的微生物有機(jī)體，該途徑包含至少一個(gè)外源性核酸，該外源性核酸編碼足量表達(dá)以產(chǎn)生1，3-BD0的1，3-BD0途徑酶或蛋白，所述1，3-BD0途徑包含甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)、類(lèi)咕啉蛋白(MtaC),甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)、甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)、類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)、鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)、鐵氧化還原蛋白(0rf7)、乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)、一氧化碳脫氫酶(AcsA)、氫化酶(Hyd)、乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)、3_氧代丁醛還原酶(酮還原)、3_羥基丁醛還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)、3_氧代丁醛還原酶(醛還原)、4_羥基、2- 丁酮還原酶、乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)、3_羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)、3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醇形成)、3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、3-羥基丁酰輔酶A水解酶、3-羥基丁酰輔酶A合成酶、3-羥基丁酸脫氫酶、3-羥基丁酸還原酶、乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、乙酰乙酰輔酶A水解酶、乙酰乙酰輔酶A合成酶或乙酰乙酸還原酶。
42.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述1，3-BD0途徑酶是選自下列的一組酶A:1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(1^&8)，2)類(lèi)咕啉蛋白(1^&0，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶,11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，13) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和14) 4-羥基，2-丁酮還原酶；B 1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醛形成)，13)3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和14)3-羥基丁醛還原酶；C :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC),7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9)一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，13) 3-羥基丁酰輔酶A還原酶(醛形成)，和14) 3-羥基丁醛還原酶；D :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD),6)鎳-蛋白裝配蛋白(Ac sF&CooC )，7 )鐵氧化還原蛋白(Or f 7 )，8 )乙酰輔酶A合酶(Ac sB&AcsC )，9 )一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，和13)3-羥基丁酰輔酶々還原酶(醇形成)出1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(輔酶A依賴(lài)，醇形成)，和13) 4-羥基，2-丁酮還原酶；F 1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸還原酶，14) 3-氧代丁醛還原酶(酮還原)，和15) 3-羥基丁醛還原酶；G:1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD)，6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9) —氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13)乙酰乙酸還原酶，14) 3-氧代丁醛還原酶(醛還原)，和15) 4-羥基，2-丁酮還原酶；H :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE)，5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC), 7)鐵氧化還原蛋白(0rf7),8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC), 9)—氧化碳脫氫酶(AcsA), 10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A還原酶(酮還原)，13) 3-羥基丁酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，14)3-羥基丁酸還原酶，和15)3-羥基丁醛還原酶；I :1)甲醇甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaB)，2)類(lèi)咕啉蛋白(MtaC)，3)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(MtaA)，4)甲基四氫葉酸類(lèi)咕啉蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶(AcsE), 5)類(lèi)咕啉鐵-硫蛋白(AcsD), 6)鎳-蛋白裝配蛋白(AcsF&CooC)，7)鐵氧化還原蛋白(0rf7)，8)乙酰輔酶A合酶(AcsB&AcsC)，9) 一氧化碳脫氫酶(AcsA)，10)氫化酶，11)乙酰乙酰輔酶A硫解酶(AtoB)，12)乙酰乙酰輔酶A轉(zhuǎn)移酶、水解酶或合成酶，13)3-羥基丁酸脫氫酶，14)3-羥基丁酸還原酶，和15)3-羥基丁醛還 原酶。
43.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含兩個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
44.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含3個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
45.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含4個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
46.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含5個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
47.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含6個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
48.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含7個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
49.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含8個(gè) 外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
50.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含9個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
51.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含10個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
52.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含11個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
53.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含12個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
54.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含13個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
55.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含14個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
56.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體包含15個(gè) 外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
57.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述至少一個(gè)外源性核酸是異源性核酸。
58.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述非天然存在的微生物有機(jī)體是在基本上缺氧的培養(yǎng)基中。
59.權(quán)利要求41所述的非天然存在的微生物有機(jī)體，其中所述微生物有機(jī)體使用碳原料，該碳原料選自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的合成氣，5)甲醇和包含CO、CO2和H2的合成氣，和6) —種或多種碳水化合物，7)甲醇和一種或多種碳水化合物，和8)甲醇。
60.—種生產(chǎn)1，3-BD0的方法，包含權(quán)利要求41或42所述的非天然存在的微生物有機(jī)體在一定條件下培養(yǎng)充足的一段時(shí)間以生產(chǎn)1，3-BD0。
61.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述的非天然存在的微生物有機(jī)體是在基本上缺氧的培養(yǎng)基中。
62.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含兩個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
63.權(quán)利要求60所述的方法,其中所述微生物有機(jī)體包含3個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
64.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含4個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
65.權(quán)利要求60所述的方法,其中所述微生物有機(jī)體包含5個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
66.權(quán)利要求60所述的方法,其中所述微生物有機(jī)體包含6個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
67.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含7個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
68.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含8個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
69.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含9個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
70.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含10個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
71.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含11個(gè)外源性核酸,該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
72.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含12個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
73.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含13個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
74.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含14個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
75.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含15個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BD0途徑酶。
76.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含16個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
77.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體包含17個(gè)外源性核酸，該外源性核酸各自編碼1，3-BDO途徑酶。
78.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述至少一個(gè)外源性核酸是異源性核酸。
79.權(quán)利要求60所述的方法，其中所述微生物有機(jī)體使用碳原料，該碳原料選自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的合成氣，5)甲醇和包含CO、CO2和H2的合成氣,和6) —種或多種碳水化合物,7)甲醇和一種或多種碳水化合物，和8)甲醇。
全文摘要
一種具有1,3-丁二醇(1,3-BDO)途徑的非天然存在的微生物有機(jī)體，包括至少一個(gè)外源性核酸，所述外源性核酸編碼足量表達(dá)以生產(chǎn)1,3-BDO的1,3-BDO途徑酶或蛋白。一種用于生產(chǎn)1,3-BDO的方法，其包括該非天然存在的微生物在一定條件下培養(yǎng)充足的一段時(shí)間以生產(chǎn)1,3-BDO。
文檔編號(hào)C12P7/52GK102753698SQ201080063593
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者A·P·博加德, M·J·伯克, 普里蒂·法克雅 申請(qǐng)人:基因組股份公司