本發(fā)明涉及微生物的代謝進(jìn)化，其中所述微生物之前已被優(yōu)化為用于在發(fā)酵條件下使用己糖作為基本無(wú)機(jī)培養(yǎng)基中的唯一碳源，以商業(yè)顯著的量產(chǎn)生有機(jī)酸。作為這種代謝進(jìn)化的結(jié)果，所述微生物獲得了利用衍生自纖維素物質(zhì)的戊糖用于其生長(zhǎng)的能力，同時(shí)保留原初的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)、有機(jī)酸產(chǎn)生速率和利用己糖作為碳源的能力。本發(fā)明還公開(kāi)了所述微生物中賦予在產(chǎn)生商業(yè)顯著量的有機(jī)酸中同時(shí)利用己糖和戊糖的能力的遺傳改變。

1.一種包含在半乳糖共運(yùn)輸?shù)鞍?galP)基因中的突變的分離的大腸桿
菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述細(xì)菌細(xì)胞包含降低PEP依賴性磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)活性
的至少一個(gè)突變且同時(shí)利用C5糖和C6糖以產(chǎn)生選自乙醇、丁醇、乳酸鹽、
琥珀酸鹽、延胡索酸鹽和蘋(píng)果酸鹽的工業(yè)有用的化學(xué)品，并且在galP基因
中的所述突變包含用天冬氨酸殘基替換在第297位置處的甘氨酸殘基。
2.一種包含在galP基因中的突變的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所
述細(xì)菌細(xì)胞包含降低PEP依賴性磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)活性的至少一個(gè)突變且同
時(shí)利用C5糖和C6糖以產(chǎn)生選自乙醇、丁醇、乳酸鹽、琥珀酸鹽、延胡索酸
鹽和蘋(píng)果酸鹽的工業(yè)有用的化學(xué)品，并且galP基因中的所述突變是缺失。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含增加至少
一個(gè)非PTS糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性的至少一個(gè)突變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述非PTS
糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述非PTS
糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是主要易化因子超家族的成員。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含使參與發(fā)
酵途徑的一個(gè)或多個(gè)基因的表達(dá)失活的至少一個(gè)突變。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含使與三羧
酸循環(huán)有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)基因失活的至少一個(gè)突變。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含在至少一
個(gè)下述基因中的突變，所述基因選自編碼磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的基因、
編碼NADH依賴性蘋(píng)果酸酶的基因和編碼NADPH依賴性蘋(píng)果酸酶的基因。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌菌株，還包含外源丙酮
酸羧化酶。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌菌株，其中所述丙酮酸
羧化酶來(lái)自乳酸乳桿菌(Lactobacillus?lactis)或高粱(Sorghum?vulgare)或埃
特里根瘤菌(Rhizobium?etli)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含增加的磷
酸烯醇丙酮酸羧激酶活性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中增加的磷
酸烯醇丙酮酸羧激酶活性水平因pck基因中的突變的引起。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述突變
在所述pck基因的啟動(dòng)子區(qū)內(nèi)。
14.一種用于微生物產(chǎn)生有機(jī)二羧酸的方法，包括：
a.提供具有g(shù)alP基因中突變的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述細(xì)
菌細(xì)胞包含降低PEP依賴性磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)活性的至少一個(gè)突變且同時(shí)利
用C5糖和C6糖以產(chǎn)生選自乙醇、丁醇、乳酸鹽、琥珀酸鹽、延胡索酸鹽和
蘋(píng)果酸鹽的工業(yè)有用的化學(xué)品，并且在galP基因中的所述突變包含用天冬
氨酸殘基替換在第297位置處的甘氨酸殘基；
b.在含有戊糖和己糖這兩者的培養(yǎng)基中培養(yǎng)步驟(a)的細(xì)菌細(xì)胞；和
c.從培養(yǎng)基回收有機(jī)二羧酸。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含增加至少
一個(gè)非PTS糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白活性的至少一個(gè)突變。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述非
PTS糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述非
PTS糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是主要易化因子超家族的成員。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含使參與發(fā)
酵途徑的一個(gè)或多個(gè)基因的表達(dá)失活的至少一個(gè)突變。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含使與三羧
酸循環(huán)有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)基因失活的至少一個(gè)突變。
20.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含在至少一
個(gè)下述基因中的突變，所述基因選自編碼磷酸烯醇丙酮酸羧化酶的基因、
編碼NADH依賴性蘋(píng)果酸酶的基因和編碼NADPH依賴性蘋(píng)果酸酶的基因。
21.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌菌株，還包含外源丙酮
酸羧化酶。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌菌株，其中所述丙酮
酸羧化酶來(lái)自乳酸乳桿菌或高粱或埃特里根瘤菌。
23.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，還包含增加的磷
酸烯醇丙酮酸羧激酶活性。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中增加的磷
酸烯醇丙酮酸羧激酶活性水平因pck基因中的突變的引起。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述突變
在所述pck基因的啟動(dòng)子區(qū)內(nèi)。
26.一種用于微生物產(chǎn)生有機(jī)二羧酸的方法，包括：
a.提供具有g(shù)alP基因中突變的分離的大腸桿菌細(xì)菌細(xì)胞，其中所述細(xì)
菌細(xì)胞包含降低PEP依賴性磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)活性的至少一個(gè)突變且同時(shí)利
用C5糖和C6糖以產(chǎn)生選自乙醇、丁醇、乳酸鹽、琥珀酸鹽、延胡索酸鹽和
蘋(píng)果酸鹽的工業(yè)有用的化學(xué)品，并且在galP基因中的所述突變是缺失；
b.在含有戊糖和己糖這兩者的培養(yǎng)基中培養(yǎng)步驟(a)的細(xì)菌細(xì)胞；和
c.從培養(yǎng)基回收有機(jī)二羧酸。