1.一種用于從起始底物生產(chǎn)酶促或化學(xué)途徑的產(chǎn)物的方法,所述途徑包含一個或多個選自由以下組成的組的轉(zhuǎn)化步驟:
古羅糖醛酸酶促轉(zhuǎn)化為D-葡糖二酸(步驟7);
5-酮葡糖酸(5-KGA)酶促轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸(步驟15);
L-艾杜糖醛酸酶促轉(zhuǎn)化為艾杜糖二酸步驟7b);以及
5-酮葡糖酸酶促轉(zhuǎn)化為4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)(步驟16);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯酶促轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸-內(nèi)酯(步驟19)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是古羅糖醛酸酶促轉(zhuǎn)化為D-葡糖二酸(步驟7)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是5-酮葡糖酸(5-KGA)酶促轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸(步驟15)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是L-艾杜糖醛酸酶促轉(zhuǎn)化為艾杜糖二酸步驟7b)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是5-酮葡糖酸酶促轉(zhuǎn)化為4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)(步驟16)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是1,5-葡糖酸內(nèi)酯酶促轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸-內(nèi)酯(步驟19)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述酶促途徑的產(chǎn)物是5-脫氫-4-脫氧-葡糖二酸(DDG)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是5-脫氫-4-脫氧-葡糖二酸(DDG),所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖酶促轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯酶促轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸-內(nèi)酯(步驟19);
古羅糖醛酸-內(nèi)酯酶促轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟1B);
古羅糖醛酸酶促轉(zhuǎn)化為D-葡糖二酸(步驟7);
D-葡糖二酸酶促轉(zhuǎn)化為5-脫氫-4-脫氧-葡糖二酸(DDG)(步驟8)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為5-酮葡糖酸(5-KGA)(步驟14);
5-酮葡糖酸(5-KGA)轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸(步驟15);
L-艾杜糖醛酸轉(zhuǎn)化為艾杜糖二酸(步驟7b);以及
艾杜糖二酸轉(zhuǎn)化為DDG(步驟8a)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為5-酮葡糖酸(5-KGA)(步驟14);
5-酮葡糖酸(5-KGA)轉(zhuǎn)化為4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)(步驟16);
4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)轉(zhuǎn)化為4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)(步驟4);以及
4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為5-酮葡糖酸(5-KGA)(步驟14);
5-酮葡糖酸(5-KGA)轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸(步驟15);
L-艾杜糖醛酸轉(zhuǎn)化為4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)(步驟7b);以及
4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
12.如權(quán)利要求8所述的方法,還包括將DDG轉(zhuǎn)化為2,5-呋喃-二甲酸(FDCA)的步驟。
13.如權(quán)利要求9所述的方法,還包括將DDG轉(zhuǎn)化為2,5-呋喃-二甲酸(FDCA)的步驟。
14.如權(quán)利要求10所述的方法,還包括將DDG轉(zhuǎn)化為2,5-呋喃-二甲酸(FDCA)的步驟。
15.如權(quán)利要求11所述的方法,還包括將DDG轉(zhuǎn)化為2,5-呋喃-二甲酸(FDCA)的步驟。
16.如權(quán)利要求12所述的方法,其中將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA包括將DDG與酸接觸以將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA。
17.如權(quán)利要求13所述的方法,其中將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA包括將DDG與酸接觸以將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA。
18.如權(quán)利要求14所述的方法,其中將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA包括將DDG與酸接觸以將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA。
19.如權(quán)利要求15所述的方法,其中將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA包括將DDG與酸接觸以將DDG轉(zhuǎn)化為FDCA。
20.一種用于合成FDCA的衍生物的方法,其包括:
將DDG與醇、無機酸在超過60C的溫度下接觸以形成FDCA。
21.如權(quán)利要求20所述的方法,其中所述醇是丁醇或乙醇。
22.如權(quán)利要求20所述的方法,其具有至少25摩爾%的收率。
23.一種合成DDG的衍生物的方法,其包括:
將DDG與醇、無機酸及任選的助溶劑接觸以產(chǎn)生DDG的衍生物。
24.如權(quán)利要求23所述的方法,其中:
a)所述醇是乙醇或丁醇;
b)所述無機酸是硫酸;以及
c)所述助溶劑選自由以下組成的組:THF、丙酮、乙腈、醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二噁烷、氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、己烷、庚烷、甲苯、四氯化碳、石油醚以及二甲苯。
25.一種用于合成FDCA的衍生物的方法,其包括:
將DDG的衍生物與無機酸接觸以產(chǎn)生FDCA的衍生物。
26.如權(quán)利要求25所述的方法,其具有大于25摩爾%的收率。
27.如權(quán)利要求26所述的方法,其中所述DDG的衍生物選自由以下組成的組:甲基-DDG、乙基-DDG、丁基-DDG、二甲基-DDG、二乙基-DDG以及二丁基-DDG。
28.如權(quán)利要求25所述的方法,還包括去酯化FDCA的衍生物以產(chǎn)生FDCA。
29.如權(quán)利要求25所述的方法,還包括聚合FDCA的衍生物的步驟。
30.一種用于合成FDCA的方法,其包括:
將DDG與無機酸在氣相中接觸。
31.一種用于合成FDCA的方法,其包括:
將DDG與無機酸在超過120C的溫度下接觸。
32.一種用于合成FDCA的方法,其包括:
將DDG與無機酸在無水反應(yīng)條件下接觸。
33.一種用于從起始底物生產(chǎn)酶促或化學(xué)途徑的產(chǎn)物的方法,所述途徑包含一個或多個選自由以下組成的組的轉(zhuǎn)化步驟:
DTHU轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟6);
DEHU轉(zhuǎn)化為DDH(步驟7A);
古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為DEHU(步驟17A);
34.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為3-脫氫-葡糖酸(DHG)(步驟2)
3-脫氫-葡糖酸(DHG)轉(zhuǎn)化為4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)(步驟3)
2,5-DDH轉(zhuǎn)化為4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)(步驟4)
DTHU轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
35.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟6)
古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為葡糖二酸(步驟7)
葡糖二酸轉(zhuǎn)化為DDG(步驟8)
36.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為5-酮葡糖酸(5-KGA)(步驟14);
5-酮葡糖酸(5-KGA)轉(zhuǎn)化為4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)(步驟16);
4,6-二羥基2,5-二酮己酸(2,5-DDH)轉(zhuǎn)化為4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)(步驟4);以及
4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
37.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDG,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為5-酮葡糖酸(5-KGA)(步驟14);
5-酮葡糖酸(5-KGA)轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸(步驟15);
L-艾杜糖醛酸轉(zhuǎn)化為4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)(步驟7B);
4-脫氧-5-蘇型-己酮糖糖醛酸(DTHU)轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
38.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDH,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸內(nèi)酯(步驟19);
古羅糖醛酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟1B);
古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為DEHU(步驟17A);
DEHU轉(zhuǎn)化為DDH(步驟7A)。
39.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述底物是葡萄糖且所述產(chǎn)物是DDH,所述方法包括以下步驟:
D-葡萄糖轉(zhuǎn)化為1,5-葡糖酸內(nèi)酯(步驟1);
1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為葡糖酸(步驟1a);
葡糖酸轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟6);
古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為DEHU(步驟17A);
DEHU轉(zhuǎn)化為DDH(步驟7A)。
40.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是DTHU轉(zhuǎn)化為DDG(步驟5)。
41.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是葡糖酸轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸(步驟6)。
42.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是DEHU轉(zhuǎn)化為DDH(步驟7A)。
43.如權(quán)利要求33所述的方法,其中所述一個或多個轉(zhuǎn)化步驟是古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為DEHU(步驟17A)。
44.如權(quán)利要求2所述的方法,其中所述古羅糖醛酸轉(zhuǎn)化為D-葡糖二酸是通過SEQ ID NO:1-3的糖醛酸脫氫酶或與SEQ ID NO:1-3具有至少70%序列同一性的同源物;或通過由SEQ ID NO:4-6的核酸編碼的糖醛酸脫氫酶或與SEQ ID NO:4-6的核酸具有至少70%序列同一性的同源物進行。如權(quán)利要求4所述的方法,其中所述L-艾杜糖醛酸轉(zhuǎn)化為艾杜糖二酸是通過SEQ ID NO:1-3的糖醛酸脫氫酶或與SEQ ID NO:1-3具有至少70%序列同一性的同源物;或通過由SEQ ID NO:4-6的核酸編碼的糖醛酸脫氫酶或與SEQ ID NO:4-6的核酸具有至少70%序列同一性的同源物進行。
45.如權(quán)利要求3所述的方法,其中所述5-KGA轉(zhuǎn)化為L-艾杜糖醛酸是通過SEQ ID NO:7-19的異構(gòu)酶或與SEQ ID NO:7-19的異構(gòu)酶具有至少70%序列同一性的同源物;或通過由SEQ ID NO:20-32的核酸編碼的異構(gòu)酶或與SEQ ID NO:20-32的核酸具有至少70%序列同一性的同源物進行。
46.如權(quán)利要求5所述的方法,其中所述5-KGA轉(zhuǎn)化為2,5-DDH是通過SEQ ID NO:33-35的葡糖酸脫水酶或與SEQ ID NO:33-35的葡糖酸脫水酶具有至少70%序列同一性的同源物;或通過由SEQ ID NO:36-38的核酸編碼的葡糖酸脫水酶或與SEQ ID NO:36-38的核酸具有至少70%序列同一性的同源物進行。
47.如權(quán)利要求6所述的方法,其中所述1,5-葡糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)化為古羅糖醛酸-內(nèi)酯是通過SEQ ID NO:39-46的醛醇氧化酶或與SEQ ID NO:39-46的醛醇氧化酶具有至少70%序列同一性的同源物;或通過由SEQ ID NO:47-54的核酸編碼的醛醇氧化酶或與SEQ ID NO:47-54的核酸具有至少70%序列同一性的同源物進行。