Бюллетень ЕАПВ "Изобретения (евразийские заявки и патенты)"
Бюллетень 11´2017

  

(11) 

028407 (13) B1       Разделы: A B C D E F G H    

(21) 

201070990

(22) 

2009.02.21

(51) 

C12P 7/16 (2006.01)
C10L 1/30
(2006.01)

(31) 

61/066,845; 61/066,835

(32) 

2008.02.23

(33) 

US

(43) 

2011.04.29

(86) 

PCT/US2009/034801

(87) 

WO 2009/105733 2009.08.27

(71) 

(72)(73) ЛИ ДЖЕЙМС ВАЙФУ (US)

(74) 

Носырева Е.Л. (RU)

(54) 

СКОНСТРУИРОВАННЫЕ ОРГАНИЗМЫ ДЛЯ ФОТОБИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОДУЦИРОВАНИЯ БУТАНОЛА ИЗ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА И ВОДЫ

(57) 1. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм, выбранный из оксифотобактерий или водорослей, для фотобиологического получения бутанола, содержащий набор нуклеотидных последовательностей, выбранных из группы, состоящей из SEQ ID NO: 1-26, 34-45, кодирующий сконструированный с помощью методов генной инженерии набор ферментов, которые превращают промежуточный продукт цикла Кальвина, выбранный из группы, включающей глицеральдегид-3-фосфат, 3-фосфоглицерат, фруктоза-1,6-дифосфат или фруктоза-6-фосфат в бутанол; и индуцибельный промотор нитраредуктазы, функционально связанный с кодирующими последовательностями указанных ферментов.

2. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм по п.1, дополнительно включающий ДНК-конструкцию, кодирующую по меньшей мере один фермент, выбранный из НАД+-зависимой глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, НАДФН-фосфатазы и НАД-киназы, который способствует НАДФН/НАДН превращению для усиленного фотобиологического продуцирования бутанола, где ДНК-конструкция имеет последовательность SEQ ID NO: 47.

3. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм по п.1, где указанный набор ферментов выбран из группы, состоящей из глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, энолазы, пируваткиназы, пируват-ферредоксин-оксидоредуктазы, пируват-НАДФ+-оксидоредуктазы, тиолазы, 3-гидроксибутирил-КоА-дегидрогеназы, кротоназы, бутирил-КоА-дегидрогеназы, бутиральдегиддегидрогеназы и бутанолдегидрогеназы.

4. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм по п.1, дополнительно включающий нуклеотидные последовательности, выбранные из группы, состоящей из SEQ ID NO: 29-33, кодирующие набор сконструированных с помощью методов генной инженерии ферментов, которые способствуют расщеплению крахмала и гликолизу в стромальной области хлоропласта, где указанный набор содержит ферменты, выбранные из группы, включающей амилазу, крахмалфосфорилазу, гексокиназу, фосфоглюкомутазу, глюкозофосфатизомеразу, фосфофруктокиназу, альдолазу, триозофосфатизомеразу, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу, фосфоглицераткиназу, фосфоглицератмутазу, энолазу, пируваткиназу и их сочетания.

5. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм по п.1, выбранный из цианобактерий.

6. Трансгенный фотосинтетический гидрофитный организм по п.1, дополнительно включающий нуклеотидную последовательность, выбранную из SEQ ID NO: 54-57, кодирующую стромальный сигнальный пептид, функционально связанную с кодирующими последовательностями указанных ферментов.

7. Способ фотобиологического продуцирования бутанола, согласно которому конструируют с помощью методов генной инженерии набор нуклеотидных последовательностей, кодирующих ферменты, обеспечивающие превращение промежуточного продукта цикла Кальвина, выбранного из группы, включающей глицеральдегида-3-фосфат, 3-фосфоглицерат, фруктоза-1,6-дифосфат или фруктоза-6-фосфат, в бутанол с получением трансгенного фотосинтетического гидрофитного организма из оксифотобактерий и водорослей по п.1, который помещают в фотобиологический реактор для инициирования фотосинтетического расщепления воды и процесса транспорта электронов, сопряженного с протонным градиентом в фотобиологическом реакторе, для синтеза бутанола, и выделяют синтезированный бутанол из фотобиологического реактора.

8. Способ по п.7, где трансгенный фотосинтетический организм выбран из группы оксифотобактерий, включающей Thermosynechococcus elongatus BP-1, Nostoc sp. PCC 7120, Synechococcus elongatus PCC 6301, Syncechococcus sp. штамм PCC 7942, Syncechococcus sp. штамм PCC 7002, Syncechocystis sp. штамм PCC 6803, Prochlorococcus marinus MED4, Prochlorococcus marinus MIT 9313, Prochlorococcus marinus NATL1A, Prochlorococcus SS120, Spirulina platensis (Arthrospira platensis), Spirulina pacifica, Lyngbya majuscula, Anabaena sp., Synechocystis sp., Synechococcus elongates, Synechococcus (MC-A), Trichodesmium sp., Richelia intracellularis, Synechococcus WH7803, Synechococcus WH8102, Nostoc punctiforme, Syncechococcus sp. штамм PCC 7943, дефицитный по фикоцианину мутант PD-1 Synechocystis PCC 6714, Cyanothece штамм 51142, Cyanothece sp. CCY0110, Oscillatoria limosa, Symploca muscorum, Gloeobacter violaceus, Prochloron didemni, Prochlorothrix hollandica, Synechococcus (MC-A), Prochlorococcus marinus, Synechococcus bigranulatus, криофильную Oscillatoria sp., Phormidium sp., Nostoc sp.-1, Calothrix parietina, термофильный Synechococcus bigranulatus, Synechococcus lividus, термофильный Mastigocladus laminosus, Chlorogloeopsis fritschii PCC 6912, Synechococcus vulcanus, Synechococcus sp. штамм МА4, Synechococcus sp. штамм МА19 и Thermosynechococcus elongatus.

9. Способ по п.7, где указанный трансгенный фотосинтетический организм дополнительно включает сконструированный ген протонного канала, контролируемый промотором Nia1, который вставляет протонный канал в цитоплазматическую мембрану для блокирования клеточного деления и скрещивания.

10. Способ по п.7, где указанный набор ферментов выбран из группы, состоящей из глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, фосфоглицераткиназы, фосфоглицератмутазы, энолазы, пируваткиназы, пируват-ферредоксин-оксидоредуктазы, пируват-НАДФ+-оксидоредуктазы, тиолазы, 3-гидроксибутирил-КоА-дегидрогеназы, кротоназы, бутирил-КоА-дегидрогеназы, бутиральдегиддегидрогеназы и бутанолдегидрогеназы.

11. Способ по п.7, где трансгенный фотосинтетический организм включает ДНК-конструкцию, кодирующую по меньшей мере один фермент, выбранный из НАД+-зависимой глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы, НАДФН-фосфатазы и НАД-киназы, который способствует НАДФН/НАДН превращению для усиленного фотобиологического продуцирования бутанола, где ДНК-конструкция имеет последовательность SEQ ID NO: 47.

12. Способ по п.7, где трансгенный фотосинтетический организм модифицируют для инактивации активности синтеза крахмала посредством ввода ДНК-конструкции, которая кодирует и индуцибельно экспрессирует молекулу интерферирующей РНК (иРНК), которая специфически ингибирует синтез фермента пути синтеза крахмала, где ДНК-конструкция выбрана из группы, состоящей из ДНК-конструкций SEQ ID NO: 27 и SEQ ID NO: 28.

13. Способ по п.7, где трансгенный фотосинтетический организм модифицируют путем включения дополнительного набора сконструированных генов, выбранных из группы, состоящей из SEQ ID NO: 29-33, для индуцибельной экспрессии дополнительного набора сконструированных ферментов, которые способствуют расщеплению крахмала и гликолизу в стромальной области хлоропласта, где указанный дополнительный набор сконструированных ферментов включает по меньшей мере один из ферментов, выбранных из группы, включающей амилазу, крахмалфосфорилазу, гексокиназу, фосфоглюкомутазу, глюкозофосфатизомеразу, фосфофруктокиназу, альдолазу, триозофосфатизомеразу, глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу, фосфоглицераткиназу, фосфоглицератмутазу, энолазу, пируваткиназу и их сочетания.


наверх