DE102010029973A1 - Microbiological production of C4 bodies from sucrose and carbon dioxide - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zelle, die gegenüber ihrem Wildtyp derart gentechnisch verändert wurde, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp, aus Saccharose und Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle, mehr C4-Körper und/oder mehr über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen zu bilden vermag. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen gentechnisch veränderten Zelle und ein Verfahren zur Herstellung von C4-Körpern und/oder von über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen mit Hilfe dieser Zellen. Schließlich betrifft die Erfindung noch die Verwendung der Zellen zur Herstellung von C4-Körpern und/oder von über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen aus Saccharose und Kohlendioxid.The present invention relates to a cell which has been genetically modified in relation to its wild type in such a way that, compared to its wild type, it is able to form more C4 bodies and / or more secondary compounds produced from these C4 bodies from sucrose and carbon dioxide as a carbon source. The invention further relates to a method for producing such a genetically modified cell and a method for producing C4 bodies and / or subsequent compounds produced via these C4 bodies with the aid of these cells. Finally, the invention also relates to the use of the cells for the production of C4 bodies and / or of secondary compounds made from sucrose and carbon dioxide produced via these C4 bodies.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zelle, die gegenüber ihrem Wildtyp derart gentechnisch verändert wurde, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp aus Saccharose und Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle mehr C4-Körper und/oder über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen zu bilden vermag. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen gentechnisch veränderten Zelle und ein Verfahren zur Herstellung von C4-Körpern und/oder von über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen mit Hilfe dieser Zellen. Schließlich betrifft die Erfindung noch die Verwendung der Zellen zur Herstellung von C4-Körpern Körpern und/oder von über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen aus Saccharose und Kohlendioxid.The present invention relates to a cell which has been genetically engineered with respect to its wild type such that it is able to form more C 4 bodies and / or secondary compounds produced via these C 4 bodies in comparison to their wild type from sucrose and carbon dioxide. The invention further relates to a method for producing such a genetically modified cell and to a method for producing C 4 bodies and / or of secondary compounds produced via these C 4 bodies with the aid of these cells. Finally, the invention also relates to the use of the cells for the production of C 4 bodies bodies and / or derived from these C 4 body compounds of sucrose and carbon dioxide.

C4-Körper, wie etwa Succinat, Malat, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Guten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2-, und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure sowie 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure werden heutzutage im Wesentlichen aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt und sind als Ausgangsstoffe für Produkte der Futterindustrie, Agrarwirtschaft und der Pharmazeutischen Industrie von Bedeutung. Zusätzlich werden diese C4-Körper auch als Rohstoff der Chemieindustrie für Massenprodukte, wie zum Beispiel Polymere und Lösungsmittel, oder Spezialchemikalien eingesetzt. Aufgrund der absehbaren Verknappung petrochemischer Rohstoffe und zunehmender Nachfrage nach Produkten, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren, ist es wünschenswert, Alternativen zu den existierenden petrochemischen Verfahren zur Herstellung von C4-Körpern bereitzustellen, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren.C 4 bodies such as succinate, malate, fumarate, oxaloacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4-bionell, hydroxysuccinate, epoxy-γ-butyrolactone, butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2 Butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, good, n-butene, cis-2-butene, trans-2-butene, isobutene, butadiene, 1,2-butadiene, 1 , 3-butadiene, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2-, and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid and 2- and 3-hydroxyisobutyric acid are nowadays produced mainly from petrochemical raw materials and are important as raw materials for feed industry, agricultural and pharmaceutical products. In addition, these C 4 bodies are also used as raw materials of the chemical industry for mass-produced products, such as polymers and solvents, or specialty chemicals. Due to the foreseeable shortage of petrochemical raw materials and increasing demand for products based on renewable resources, it is desirable to provide alternatives to the existing petrochemical processes for producing C 4 bodies based on renewable resources.

Die zurzeit verfolgten Ansätze basieren mehrheitlich auf Mikroorganismen, die in fermentativen Prozessen C4-Körper herstellen. Dabei wird insbesondere Glucose als Kohlenstoffquelle verwendet. Die notwendige Glucose wird aus Stärke gewonnen, welche z. B. aus Mais, Kartoffeln, Weizen oder anderen Getreidearten hergestellt wird. Nachteilig an diesen Ansätzen ist, dass Glucose vergleichsweise teuer ist und die entsprechende Herstellung und Verwendung von Glucose mit der Verwendung oder Verarbeitung der Ausgangsstoffe zu Nahrungsmitteln konkurriert.The currently pursued approaches are based mainly on microorganisms that produce C 4 bodies in fermentative processes. In particular, glucose is used as carbon source. The necessary glucose is recovered from starch, which z. B. from maize, potatoes, wheat or other cereals is produced. A disadvantage of these approaches is that glucose is relatively expensive and the corresponding production and use of glucose competes with the use or processing of the starting materials to foods.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile zu überwinden.The present invention is therefore based on the object to overcome the disadvantages resulting from the prior art.

Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde Glucose als Rohstoff durch eine günstigere und in ausreichenden Mengen verfügbare Alternative zu ersetzen.In particular, the invention has the object to replace glucose as a raw material by a cheaper and available in sufficient quantities alternative.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Saccharose als Rohstoff für die Herstellung von C4-Körpern verwendet wird. Weltweit betrachtet wird Saccharose zum größten Teil aus Zuckerrohr (ca. ¾ der Jahresproduktion) und zum geringeren Teil aus Zuckerrüben (ca. ¼ der Jahresproduktion) gewonnen. Durch die hohe Saccharose Produktion aus Zuckerrohr in Südamerika und Asien und einer geringeren Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie, ist Saccharose in großen Mengen und günstiger als Glucose erhältlich.According to the invention this object is achieved in that sucrose is used as a raw material for the production of C 4 bodies. Worldwide, sucrose is mostly made from sugar cane (about ¾ of the annual production) and to a lesser extent from sugar beets (about ¼ of the annual production). Due to the high sucrose production from sugarcane in South America and Asia and less competition with the food industry, sucrose is available in large quantities and cheaper than glucose.

Eine weitere Verbesserung der bestehenden Prozesse liegt darin, dass erfindungsgemäß zusätzlich zu Saccharose Kohlendioxid (CO2) als Kohlenstoffquelle verwendet wird. Kohlendioxid fällt beispielsweise als Abfallprodukt einer Reihe chemischer Prozesse an und ist daher vergleichsweise günstig erhältlich. Zusätzlich kann durch die Verwertung von Kohlendioxid die Belastung der Atmosphäre mit Treibhausgasen reduziert werden. Im Stand der Technik sind bisher keine Technologien für die Herstellung von C4-Körpern aus Saccharose und Kohlendioxid verfügbar, die mit den bestehenden petrochemischen Prozessen konkurrieren könnten. Wildtyporganismen, wie etwa Basfia succiniciproducens, Anaerobiospirillum succiniciproducens oder Actinobacillus succinogenes, die Saccharose zu C4-Körpern umsetzen können, sind für die biotechnologische Herstellung nicht geeignet, da die Ausbeuten gering sind und diese Organismen komplexe Nährmedien benötigen, die durch die damit verbundenen Kosten und den Aufwand den Prozess unwirtschaftlich werden lassen.A further improvement of the existing processes is that according to the invention, in addition to sucrose, carbon dioxide (CO 2 ) is used as carbon source. For example, carbon dioxide is a by-product of a number of chemical processes and is therefore comparatively inexpensive to obtain. In addition, by using carbon dioxide, the pollution of the atmosphere with greenhouse gases can be reduced. The prior art has not yet provided technologies for the production of C 4 bodies from sucrose and carbon dioxide which could compete with existing petrochemical processes. Wild-type organisms, such as Basfia succiniciproducens, Anaerobiospirillum succiniciproducens or Actinobacillus succinogenes, which can convert sucrose to C 4 bodies are not suitable for biotechnological production, since the yields are low and these organisms require complex nutrient media, due to the associated costs and the effort to make the process uneconomical.

Erfindungsgemäß wird dieser Nachteil dadurch überwunden, dass rekombinante Zellen bereitgestellt werden, die unter entsprechenden Kulturbedingungen, ausgehend von Saccharose und CO2 als Kohlenstoffquellen, große Mengen an C4-Körpern herstellen können.According to the invention, this disadvantage is overcome by providing recombinant cells which can produce large quantities of C 4 bodies under appropriate culture conditions, starting from sucrose and CO 2 as carbon sources.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben überraschenderweise herausgefunden, dass die Ausbeute an C4-Körpern durch gentechnische Manipulation geeigneter Zellen, insbesondere eine Verstärkung von Carboxylierungs-Reaktionen, die Kohlendioxid fixieren und zur Bildung von C4-Körpern führen, eine Unterdrückung von Stoffwechselwegen, die den Kohlenstofffluss von Saccharose hin zu Gärungsprodukten verursachen, welche nicht C4-Körper sind, und die Steigerung der Saccharose-Aufnahme und des Saccharose-Metabolismus stark erhöht werden kann. Dieser Ansatz erlaubt es i) Organismen, die üblicherweise nicht in der Lage sind Saccharose zu metabolisieren, die aber im Hinblick auf die erforderlichen Kulturbedingungen günstig sind und ii) Organismen, die auch natürlicherweise in der Lage sind Saccharose zu metabolisieren, aber nur geringe Effizienz im Sinne von Raum-Zeit- und/oder Kohlenstoffausbeute in Bezug auf die Synthese von C4-Körpers besitzen, als effiziente Ganzzellkatalysatoren zur Herstellung von C4-Körpern einzusetzen.The inventors of the present invention have surprisingly found that the yield of C 4 bodies by genetic manipulation of suitable cells, in particular a gain of carboxylation reactions that fix carbon dioxide and lead to the formation of C 4 bodies, a suppression of metabolic pathways that cause the carbon flow from sucrose to fermentation products, which are not C 4 body, and increasing the sucrose uptake and the Sucrose metabolism can be greatly increased. This approach allows i) organisms which are usually unable to metabolize sucrose, but which are favorable in view of the required culture conditions, and ii) organisms which are naturally capable of metabolizing sucrose but have low efficiency in the Sense of space-time and / or carbon yield in relation to the synthesis of C 4 bodies have to use as efficient whole-cell catalysts for the production of C 4 bodies.

In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine rekombinante Zelle, welche gegenüber ihrem Wildtyp derart gentechnisch verändert wurde, dass sie aus Saccharose und Kohlendioxid als Kohlenstoffquellen im Vergleich zu ihrem Wildtyp mehr C4-Körper und/oder über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen zu bilden vermag.In a first aspect, therefore, the present invention relates to a recombinant cell which has been genetically engineered with respect to its wild type to produce more C 4 bodies and / or over these C 4 bodies from sucrose and carbon dioxide as carbon sources compared to their wild-type Can form secondary connections.

Der Begriff „C4-Körper”, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf eine chemische Verbindung, die vier Kohlenstoffatome enthält, und umfasst entsprechende Carbonsäuren, Aldehyde, Alkohole, Zucker, Alkane, Alkene, Amine sowie deren Derivate. Beispielhafte C4-Körper im Sinne der Erfindung umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Succinat, Malst, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Ruten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2- und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure sowie 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure. In einer Ausführungsform der Erfindung wird der C4-Körper ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Malst und Oxalacetat und/oder aus durch enzymatische Synthese aus diesen C4-Körpern hergestellte Folgeverbindungen, wie zum Beispiel Succinat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2-, und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure sowie 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure, Methionin und Lysin sowie über Malst, Oxalacetat und Folgeverbindungen auf chemischem Wege hergestellten Verbindungen. Wie hierin verwendet umfassen die Bezeichnungen von Carbonsäuren, sowohl die Basenform als auch die Säureform sowie Mischungen dieser Formen. Das bedeutet, dass Begriffe wie Succinat, Malst, Oxalacetat, Fumarat, Aspartat, Butyrat, 2-, 3- oder 4-Hydroxybuttersäure und 2- oder 3-Hydroxyisobuttersäure jeweils auch Bernsteinsäure, Äpfelsäure, Oxalessigsäure, Fumarsäure, Asparaginsäure, Buttersäure, 2-, 3- oder 4-Hydroxybutyrat und 2- oder 3-Hydroxyisobutyrat umfassen.The term "C 4 body" as used herein refers to a chemical compound containing four carbon atoms and includes corresponding carboxylic acids, aldehydes, alcohols, sugars, alkanes, alkenes, amines, and derivatives thereof. Exemplary C 4 bodies within the meaning of the invention include, but are not limited to succinate, Malst, fumarate, oxalacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4-bionell, hydroxysuccinate, epoxy-γ-butyrolactone, Butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, rods, n-butene, cis-2-butene, trans-2-butene, isobutene, Butadiene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2- and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid and 2- and 3-hydroxyisobutyric acid. In one embodiment of the invention, the C 4 body is selected from the group consisting of: Malst and oxaloacetate and / or secondary compounds prepared by enzymatic synthesis from these C 4 bodies, for example succinate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, Butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2-, and tert-butanol, isobutanol, 2- , 3- and 4-hydroxybutyric acid, as well as 2- and 3-hydroxyisobutyric acid, methionine and lysine, as well as compounds prepared via Malst, oxaloacetate and secondary compounds by chemical means. As used herein, the terms of carboxylic acids include both the base form and the acid form, as well as mixtures of these forms. This means that terms such as succinate, Malst, oxaloacetate, fumarate, aspartate, butyrate, 2-, 3- or 4-hydroxybutyric acid and 2- or 3-hydroxyisobutyric acid in each case also succinic acid, malic acid, oxaloacetic acid, fumaric acid, aspartic acid, butyric acid, 2- 3- or 4-hydroxybutyrate and 2- or 3-hydroxyisobutyrate.

Der Ausdruck „dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp mehr C4-Körper zu bilden vermag” umfasst auch den theoretischen Fall, dass der Wildtyp der gentechnisch veränderten Zelle überhaupt keine C4-Körper, bzw. nicht den gewünschten C4-Körper zu bilden vermag, bzw. diese Verbindung(en) nicht in nachweisbarer Menge erzeugen kann und erst nach der gentechnischen Veränderung nachweisbare Mengen dieser Verbindungen gebildet werden. Ferner ist durch diesen Ausdruck erfasst, dass die entsprechende Zelle in einem festgelegten Zeitraum, beispielsweise innerhalb von 2, 4, 8, 12, 24 oder 48 Stunden, mindestens die 2-, 5-, 10-, 100- oder 1000-fache Menge an C4-Körpern bzw. einem oder mehreren gewünschten C4-Körpern bildet wie der Wildtyp.The expression "that it is able to form more C 4 bodies compared to its wild type" also encompasses the theoretical case that the wild-type of the genetically modified cell does not form any C 4 bodies at all or does not form the desired C 4 body can or can not produce this compound (s) in a detectable amount and only after the genetic modification detectable amounts of these compounds are formed. Further, it is understood by this term that the corresponding cell is at least 2, 5, 10, 100, or 1000 times the amount in a given period of time, for example, within 2, 4, 8, 12, 24, or 48 hours forms on C 4 bodies or one or more desired C 4 bodies as the wild type.

Mit „Wildtyp” einer Zelle wird hierin eine Zelle bezeichnet, deren Genom in einem Zustand vorliegt, wie er natürlicherweise durch die Evolution entstanden ist. Der Begriff wird sowohl für die gesamte Zelle als auch für einzelne Gene verwendet. Unter den Begriff „Wildtyp” fallen daher insbesondere nicht solche Zellen bzw. solche Gene, deren Gensequenzen zumindest teilweise durch den Menschen mittels rekombinanter Verfahren verändert worden sind.By "wild-type" of a cell is meant herein a cell whose genome is in a state naturally established by evolution. The term is used for both the entire cell and for individual genes. The term "wild-type" therefore does not include, in particular, those cells or genes whose gene sequences have been altered at least in part by humans by means of recombinant methods.

Die erfindungsgemäßen Zellen können Prokaryoten oder Eukaryoten sein. Dabei kann es sich um Säugetierzellen (wie etwa Zellen aus dem Menschen), andere tierische Zellen (z. B. Insektenzellen), um pflanzliche Zellen oder um Mikroorganismen wie Hefen, Pilze oder Bakterien handeln, wobei Mikroorganismen bevorzugt und Bakterien und Hefen besonders bevorzugt sind.The cells of the invention may be prokaryotes or eukaryotes. These may be mammalian cells (such as human cells), other animal cells (e.g., insect cells), plant cells, or microorganisms such as yeasts, fungi or bacteria, with microorganisms being preferred and bacteria and yeasts being particularly preferred ,

Als Bakterien, Hefen oder Pilze sind insbesondere diejenigen Bakterien, Hefen oder Pilze geeignet, die bei der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH (DSMZ), Braunschweig, Deutschland, als Bakterien-, Hefe- oder Pilz-Stämme hinterlegt sind. Erfindungsgemäß geeignete Bakterien gehören zu den Gattungen, die unter
http://www.dsmz.de/microorganisms/bacteria_catalogue.php
aufgeführt sind. Erfindungsgemäß geeignete Hefen gehören zu denjenigen Gattungen, die unter
http://www.dsmz.de/microorganisms/yeast_catalogue.php
aufgeführt sind. Erfindungsgemäß geeignete Pilze sind diejenigen, die unter
http://www.dsmz.de/microorganisms/fungus_catalogue.php
aufgeführt sind.
Particularly suitable bacteria, yeasts or fungi are those bacteria, yeasts or fungi which are deposited in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures GmbH (DSMZ), Braunschweig, Germany, as bacterial, yeast or fungal strains. Bacteria suitable according to the invention belong to the genera under
http://www.dsmz.de/microorganisms/bacteria_catalogue.php
are listed. Yeasts which are suitable according to the invention belong to those genera which are listed below
http://www.dsmz.de/microorganisms/yeast_catalogue.php
are listed. According to the invention suitable fungi are those under
http://www.dsmz.de/microorganisms/fungus_catalogue.php
are listed.

Erfindungsgemäß bevorzugte Zellen sind diejenigen der Gattungen Aspergillus, Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Acinetobacter, Alcaligenes, Actinobacillus, Anaerobiospirillum, Basfia, Wollinella, Fibrobacter, Ruminococcus, Mannheimia, Lactobacillus, Lactococcus, Paracoccus, Lactococcus, Candida, Pichia, Hansenula, Kluveromyces, Saccharomyces, Escherichia, Zymomonas, Yarrowia, Methylobacterium, Ralstonia, Pseudomonas, Rhodospirillum, Rhodobacter, Burkholderia, Clostridium Cupriavidus sowie carboxydotrophe Mikroorganismen, wobei Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli, Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Saccharomyces cerevisiae, Kluveromyces lactis, Candida blankii, Candida rugosa, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Yarrowia lipolytica, Methylobacterium extorquens, Hansenula polymorpha, Ralstonia eutropha, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Pichia pastoris, Thermoanaerobacter kivui, Acetobacterium woodii, Acetoanaerobium notera, Clostridium aceticum, Butyribacterium methylotrophicum, Clostridium acetobutylicum, Clostridium saccharoperbutylacetonicum, Clostridium beijerinckii, Clostridium butyricum, Moorella thermoacetica, Eubacterium limosum, Peptostreptococcus productus, Clostridium ljungdahlii, Clostridium carboxidivorans, Clostridium scatalogenes, Rhodospirillum rubrum, Burkholderia thailandensis und Pseudomonas putida besonders bevorzugt sind.Cells preferred according to the invention are those of the genera Aspergillus, Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Acinetobacter, Alcaligenes, Actinobacillus, Anaerobiospirillum, Basfia, Wollinella, Fibrobacter, Ruminococcus, Mannheimia, Lactobacillus, Lactococcus, Paracoccus, Lactococcus, Candida, Pichia, Hansenula, Kluveromyces, Saccharomyces , Escherichia, Zymomonas, Yarrowia, Methylobacterium, Ralstonia, Pseudomonas, Rhodospirillum, Rhodobacter, Burkholderia, Clostridium Cupriavidus and carboxydotrophic microorganisms, with Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli, Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Saccharomyces cerevisiae, Kluveromyces lactis, Candida blankii, Candida rugosa, C orynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Yarrowia lipolytica, Methylobacterium extorquens, Hansenula polymorpha, Ralstonia eutropha, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Pichia pastoris, Thermoanaerobacter kivui, Acetobacterium woodii, Acetoanaerobium notera, Clostridium aceticum, Butyribacterium methylotrophicum , Clostridium acetobutylicum, Clostridium saccharoperbutylacetonicum, Clostridium beijerinckii, Clostridium butyricum, Moorella thermoacetica, Eubacterium limosum, Peptostreptococcus productus, Clostridium ljungdahlii, Clostridium carboxidivorans, Clostridium scatalogenes, Rhodospirillum rubrum, Burkholderia thailandensis and Pseudomonas putida are particularly preferred.

Die Begriffe „Kohlendioxid” und „CO2”, wie sie hierin verwendet werden, beziehen sich sowohl auf das Gas CO2, die in wässriger Lösung mit gelöstem Kohlendioxid im Gleichgewicht stehende Kohlensäure (H2CO3) als auch die beiden Deprotonierungsprodukte der Kohlensäure, Hydrogencarbonat (HCO3 ) und Carbonat (CO3 2–) sowie deren Salze.The terms "carbon dioxide" and "CO 2 " as used herein refer to both the CO 2 gas, the carbonic acid (H 2 CO 3 ) in equilibrium carbon dioxide dissolved in aqueous solution, and the two carbonic acid deprotonation products , Bicarbonate (HCO 3 - ) and carbonate (CO 3 2- ) and their salts.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden die C4-Körper aus der Gruppe, die aus: Succinat, Malst, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Buten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3-Hydroxybutyrolacton, 4-Hydroxybutyrolacton, 1-Butanol, 2-Butanol, tert-Butanol, Isobutanol, 2-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 4-Hydroxybuttersäure, 2-Hydroxyisobuttersäure und 3-Hydroxyisobuttersäure besteht, ausgewählt.In one embodiment of the invention, the C 4 bodies are selected from the group consisting of: succinate, malt, fumarate, oxaloacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4-bionell, hydroxysuccinate, epoxy-γ- Butyrolactone, butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, butene, n-butene, cis-2-butene, trans-2-butene, Isobutene, butadiene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, 3-hydroxybutyrolactone, 4-hydroxybutyrolactone, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, isobutanol, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxyisobutyric acid and 3-hydroxyisobutyric acid is selected.

In einer Ausführungsform werden die C4-Körper ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Malst, Oxalacetat und aus durch enzymatische oder chemische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen. Die durch enzymatische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen können beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Succinat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2- und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure, 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure, Methionin und Lysin.In one embodiment, the C 4 bodies are selected from the group consisting of: Malst, oxaloacetate and from secondary compounds prepared by enzymatic or chemical synthesis via Malst or oxalacetate. The secondary compounds produced by enzymatic synthesis via Malst or oxalacetate can be selected, for example, from the group consisting of: succinate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Butanediol, 2,3-butanediol, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2- and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid, 2- and 3-hydroxyisobutyric acid, methionine and lysine.

In einer Ausführungsform sind die C4-Körper C4-Carbonsäuren, vorzugsweise C4-Dicarbonsäuren, noch bevorzugter Succinat. In einer weiteren Ausführungsform sind die C4-Körper Hydroxycarbonsäuren, noch bevorzugter 2-, 3- und/oder 4-Hydroxybuttersäure sowie 2- und/oder 3-Hydroxyisobuttersäure. In einer anderen Ausführungsform sind die C4-Körper vorzugsweise Malst und/oder Oxalacetat.In one embodiment, the C 4 bodies are C 4 carboxylic acids, preferably C 4 dicarboxylic acids, more preferably succinate. In a further embodiment, the C4 bodies are hydroxycarboxylic acids, more preferably 2-, 3- and / or 4-hydroxybutyric acid and 2- and / or 3-hydroxyisobutyric acid. In another embodiment, the C 4 bodies are preferably Malst and / or oxaloacetate.

In weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei der rekombinanten Zelle um eine mikrobielle Zelle, insbesondere um eine Escherichia coli, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Methylobacterium extorquens, Ralstonia eutropha, Saccharomyces cerevisiae, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Clostridium acetobutylicum, Clostridium saccharoperbutylacetonicum, Clostridium beijerinckii, Rhodospirillum rubrum, Burkholderia thailandensis oder Pseudomonas putida Zelle.In further embodiments, the recombinant cell is a microbial cell, in particular an Escherichia coli, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Methylobacterium extorquens, Ralstonia eutropha, Saccharomyces cerevisiae, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Clostridium acetobutylicum, saccharoperbutylacetonicum Clostridium, Clostridium beijerinckii, Rhodospirillum rubrum , Burkholderia thailandensis or Pseudomonas putida cell.

Die erfindungsgemäße rekombinante Zelle kann beispielsweise derart gentechnisch verändert sein, dass sie, im Vergleich zu ihrem Wildtyp, mehr Saccharose aufnehmen kann. Eine andere Möglichkeit, die alternativ oder auch zusätzlich Anwendung finden kann, ist eine gentechnische Veränderung der Zelle, die es der rekombinanten Zelle ermöglicht, im Vergleich zu ihrem Wildtyp, mehr Kohlendioxid zu fixieren.For example, the recombinant cell of the present invention may be genetically engineered to accommodate more sucrose compared to its wild-type. Another way, the alternatively or additionally can be used, is a genetic modification of the cell, which allows the recombinant cell to fix more carbon dioxide compared to their wild type.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Steigerung der Saccharoseaufnahme dadurch erreicht, dass die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms aufweist, welches den Transport von Saccharose in die Zelle katalysiert.In one embodiment of the invention, the increase in sucrose uptake is achieved by virtue of the cell having an increased activity of at least one enzyme which catalyzes the transport of sucrose into the cell compared to its wild-type.

Der Ausdruck „mindestens eines”, wie hierin verwendet, bezieht sich auf Mengen von ≥ 1, d. h. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30 oder mehr, insbesondere 1, 2, 3, 4 oder 5.The term "at least one" as used herein refers to amounts of ≥ 1, d. H. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 22, 24, 26, 28, 30 or more, in particular 1, 2, 3, 4 or 5.

In einer Ausführungsform umfasst die rekombinante Zelle der Erfindung ein Enzym E1, das den Transport von Saccharose in die Zelle und die Umsetzung zu Saccharose-6-Phosphat katalysiert.In one embodiment, the recombinant cell of the invention comprises an enzyme E 1 which catalyzes the transport of sucrose into the cell and the conversion to sucrose-6-phosphate.

Unter dem Begriff „Enzym” oder „Ex”, wie hierin verwendet, wobei x eine ganze Zahl bedeutet, wird ein Protein oder Proteinkomplex verstanden, das/der eine oder mehrere biochemische Reaktionen katalysiert und/oder das/der zum Transport von bestimmten Verbindungen, beispielsweise durch eine Membran, dient.By the term "enzyme" or "E x " as used herein, wherein x is an integer, is meant a protein or protein complex that catalyzes one or more biochemical reactions and / or the transport of certain compounds , For example, by a membrane, is used.

Die Begriffe „gesteigerte Aktivität eines Enzyms” oder „verminderte Aktivität eines Enzyms”, wie hierin verwendet, beziehen sich vorzugsweise auf eine gesteigerte/verminderte intrazelluläre oder membranständige Aktivität.The terms "enhanced activity of an enzyme" or "decreased activity of an enzyme" as used herein preferably refer to increased / decreased intracellular or membrane-bound activity.

Die nun folgenden Ausführungen zur Erhöhung oder Verminderung der Enzymaktivität in Zellen gelten sowohl für die Erhöhung/Verminderung der Aktivität des Enzyms E1 als auch für alle nachfolgend genannten Enzyme, deren Aktivität gegebenenfalls erhöht oder vermindert werden kann.The following statements on increasing or decreasing the enzyme activity in cells apply both to the increase / decrease in the activity of the enzyme E 1 and to all the enzymes mentioned below, the activity of which may optionally be increased or decreased.

Grundsätzlich lässt sich eine Steigerung der enzymatischen Aktivität dadurch erzielen, dass man die Kopienzahl der Gensequenz bzw. der Gensequenzen erhöht, welche für das Enzym kodieren, einen starken Promotor verwendet, die Kodonnutzung des Gens verändert, auf verschiedene Art und Weise die Halbwertszeit der mRNA oder des Enzyms erhöht, Repression eliminiert, Inhibition verhindert oder ein Gen oder Allel einschleust oder der Art manipuliert, dass es für ein entsprechendes Enzym mit einer gesteigerten Aktivität kodiert. Diese Maßnahmen werden gegebenenfalls kombiniert. Erfindungsgemäß gentechnisch veränderte Zellen werden beispielsweise durch Transformation, Transduktion, Konjugation oder einer Kombination dieser Methoden mit einem Vektor erzeugt, der das gewünschte Gen, ein Allel dieses Gens oder Teile davon und einen die Expression des Gens ermöglichenden Vektor enthält. Die heterologe Expression wird insbesondere durch Integration des Gens oder der Allele in das Chromosom der Zelle oder einem extrachromosomal replizierenden Vektor erzielt.In principle, an increase in enzymatic activity can be achieved by increasing the copy number of the gene sequence or gene sequences which code for the enzyme, using a strong promoter, changing the codon usage of the gene, in various ways the half-life of the mRNA or of the enzyme increases, eliminates repression, prevents inhibition or infiltrates a gene or allele, or manipulates the species to encode a corresponding enzyme with enhanced activity. If necessary, these measures will be combined. Genetically engineered cells according to the invention are produced for example by transformation, transduction, conjugation or a combination of these methods with a vector which contains the desired gene, an allele of this gene or parts thereof and a vector which enables expression of the gene. In particular, heterologous expression is achieved by integration of the gene or alleles into the chromosome of the cell or an extrachromosomally replicating vector.

Einen Überblick über die Möglichkeiten zur Erhöhung der Enzym-Aktivität in Zellen am Beispiel der Pyruvat-Carboxylase gibt DE-A-100 31 999 , die hiermit als Referenz eingeführt wird und deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich der Möglichkeiten zur Erhöhung der Enzym-Aktivität in Zellen einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung bildet.An overview of the possibilities for increasing the enzyme activity in cells using the example of pyruvate carboxylase gives DE-A-100 31 999 , which is hereby incorporated by reference, and the disclosure of which relates to the potential for increasing enzyme activity in cells forms part of the disclosure of the present invention.

Die Expression der vorstehend und aller nachfolgend genannten Enzyme bzw. Gene ist mit Hilfe von 1- und 2-dimensionaler Proteingelauftrennung und anschließender optischer Identifizierung der Proteinkonzentration mit entsprechender Auswert-Software im Gel nachweisbar. Wenn die Erhöhung einer Enzymaktivität ausschließlich auf einer Erhöhung der Expression des entsprechenden Gens basiert, so kann die Quantifizierung der Erhöhung der Enzymaktivität in einfacher Weise durch einen Vergleich der 1- oder 2-dimensionalen Proteinauftrennungen zwischen Wildtyp und gentechnisch veränderter Zelle bestimmt werden. Eine gebräuchliche Methode zur Präparation der Proteingele bei coryneformen Bakterien und zur Identifizierung der Proteine ist die von Hermann et al. (Electrophoresis, 22: 1712.23 (2001)) beschriebene Vorgehensweise. Die Proteinkonzentration kann ebenfalls durch Western-Blot-Hybridisierung mit einem für das nachzuweisende Protein spezifischen Antikörper ( Sambrook et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. USA, 1989 ) und anschließender optische Auswertung mit entsprechender Software zur Konzentrationsbestimmung ( Lohaus und Meyer (1989) Biospektrum, 5: 32–39 ; Lottspeich (1999), Angewandte Chemie 111: 2630–2647 ) analysiert werden. Die Aktivität von DNA-bindenden Proteinen kann mittels DNA-Band-Shift-Assays (auch als Gelretardation bezeichnet) gemessen werden ( Wilson et al. (2001) Journal of Bacteriology, 183: 2151–2155 ). Die Wirkung von DNA-bindenden Proteinen auf die Expression anderer Gene kann durch verschiedene gut beschriebene Methoden des Reportergen-Assays nachgewiesen werden ( Sambrook et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2nd Ed. Cold Spring Harbor Laborstory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. USA, 1989 ). Die intrazellulären enzymatischen Aktivitäten können nach verschiedenen beschriebenen Methoden ( Donahue et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (19): 5624–5627 ; Ray et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (8): 2277–2284 ; Freedberg et al. (1973) Journal of Bacteriology 115 (3): 816–823 ) bestimmt werden. Sofern in den nachfolgenden Ausführungen keine konkreten Methoden zur Bestimmung der Aktivität eines bestimmten Enzyms angegeben werden, erfolgt die Bestimmung der Steigerung der Enzymaktivität und auch die Bestimmung der Verminderung einer Enzymaktivität vorzugsweise mittels der in Hermann et al. (Electophoresis, 22: 1712–23 (2001)) , Lohaus et al. (Biospektrum 5 32–39 (1998)) , Lottspeich (Angewandte Chemie 111: 2630–2647 (1999)) und Wilson et al. (Journal of Bacteriology 183: 2151–2155 (2001)) beschriebenen Methoden. Wird die Erhöhung der Enzymaktivität durch Mutation des endogenen Gens bewerkstelligt, so können derartige Mutationen entweder nach klassischen Methoden ungerichtet erzeugt werden, wie etwa durch UV-Bestrahlung oder durch mutationsauslösende Chemikalien, oder gezielt mittels gentechnologischer Methoden wie Deletion(en), Insertion(en) und/oder Nukleotidaustausch(e). Durch diese Mutationen werden gentechnisch veränderte Zellen erhalten. Besonders bevorzugte Mutanten von Enzymen sind insbesondere auch solche Enzyme, die nicht mehr oder zumindest im Vergleich zum Wildtyp-Enzym vermindert Feedback-inhibierbar sind, wenn eine gesteigerte Enzymaktivität gewünscht ist.The expression of the above and all of the enzymes and genes mentioned below can be detected with the aid of 1- and 2-dimensional protein gel separation and subsequent optical identification of the protein concentration with appropriate evaluation software in the gel. If the increase in enzyme activity is based solely on an increase in the expression of the corresponding gene, the quantification of the increase in enzyme activity can be determined in a simple manner by comparing the 1- or 2-dimensional protein separations between wild type and genetically modified cell. A common method for preparing the protein gels in coryneform bacteria and for identifying the proteins is that of Hermann et al. (Electrophoresis, 22: 1712.23 (2001)) described procedure. The protein concentration can also be determined by Western blot hybridization with an antibody specific for the protein to be detected ( Sambrook et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY USA, 1989 ) and subsequent optical evaluation with appropriate software for concentration determination ( Lohaus and Meyer (1989) Biospektrum, 5: 32-39 ; Lottspeich (1999), Angewandte Chemie 111: 2630-2647 ) to be analyzed. The activity of DNA-binding proteins can be measured by DNA band-shift assays (also called gel retardation) ( Wilson et al. (2001) Journal of Bacteriology, 183: 2151-2155 ). The effect of DNA-binding proteins on the expression of other genes can be demonstrated by various well-described methods of the reporter gene assay ( Sambrook et al., Molecular Cloning: a Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY USA, 1989 ). The intracellular enzymatic activities can be determined by various methods described ( Donahue et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (19): 5624-5627 ; Ray et al. (2000) Journal of Bacteriology 182 (8): 2277-2284 ; Freedberg et al. (1973) Journal of Bacteriology 115 (3): 816-823 ). Unless specific methods for the determination of the activity of a particular enzyme are specified in the following, the determination of the increase in the enzyme activity and also the determination of the reduction of an enzyme activity is preferably carried out by means of in Hermann et al. (Electophoresis, 22: 1712-23 (2001)) . Lohaus et al. (Biospektrum 5 32-39 (1998)) . Lottspeich (Angewandte Chemie 111: 2630-2647 (1999)) and Wilson et al. (Journal of Bacteriology 183: 2151-2155 (2001)) described methods. If the increase in enzyme activity is accomplished by mutation of the endogenous gene, such mutations can be generated either undirected by classical methods, such as by UV irradiation or by mutagenic chemicals, or specifically by genetic engineering methods such as deletion (s), insertion (s) and / or nucleotide exchange (s). These mutations result in genetically engineered cells. Particularly preferred mutants of enzymes are, in particular, also those enzymes which are no longer or at least reduced in comparison to the wild-type enzyme in a feedback-inhibited manner when an increased enzyme activity is desired.

Wird die Erhöhung der Enzymaktivität durch Erhöhung der Expression eines Enzyms bewerkstelligt, so erhöht man beispielsweise die Kopienzahl der entsprechenden Gene oder mutiert die Promotor- und Regulationsregion oder die Ribosomenbindungsstelle, die sich stromaufwärts des Strukturgens befindet. In gleicher Weise wirken Expressionskassetten, die stromaufwärts des Strukturgens eingebaut werden. Durch induzierbare Promotoren ist es zusätzlich möglich, die Expression zu jedem beliebigen Zeitpunkt zu steigern. Des Weiteren können dem Enzym-Gen als regulatorische Sequenzen aber auch sogenannte ”Enhancer” zugeordnet sein, die über eine verbesserte Wechselwirkung zwischen RNA-Polymerase und DNA ebenfalls eine erhöhte Genexpression bewirken. Durch Maßnahmen zur Verlängerung der Lebensdauer der m-RNA wird ebenfalls die Expression verbessert. Weiterhin wird durch Verhinderung des Abbaus des Enzymproteins ebenfalls die Enzymaktivität verstärkt. Die Gene oder Genkonstrukte liegen dabei entweder in Plasmiden mit unterschiedlicher Kopienzahl vor oder sind im Chromosom integriert und amplifiziert. Alternativ kann weiterhin eine Überexpression der betreffenden Gene durch Veränderung der Medienzusammensetzung und Kulturführung erreicht werden. Anleitungen hierzu findet der Fachmann unter anderem bei Martin et al. (Bio/Technology 5, 137–146 (1987)) , bei Guerrero et al. (Gene 138, 35–41 (1994)) , T suchiya und Morinaga (Bio/Technology 6, 428–430 (1988)) , bei Eikmanns et al. (Gene 102, 93–98 (1991)) , in EP-A-0 472 869 , in US 4,601,893 , bei Schwarzer und Puhler (Bio/Technology 9, 84–87 (1991)) , bei Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126–132 (1994)) , bei LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001–1007 (1993)) , in WO-A-96/15246 , bei Malumbres et al. (Gene 134, 15–24 (1993)) , in JP-A-10-229891 , bei Jensen und Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191–195 (1998)) und in bekannten Lehrbüchern der Genetik und Molekularbiologie. Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen führen ebenso wie die Mutationen zu gentechnisch veränderten Zellen.If the increase in enzyme activity is accomplished by increasing the expression of an enzyme, for example, one increases the copy number of the corresponding genes or mutates the promoter and regulatory region or the ribosome binding site, which is upstream of the structural gene. In the same way, expression cassettes act, which are installed upstream of the structural gene. Inducible promoters also make it possible to increase expression at any time. Furthermore, the enzyme gene can be assigned as regulatory sequences but also so-called "enhancers" which also cause an increased gene expression via an improved interaction between RNA polymerase and DNA. Measures to extend the lifetime of m-RNA also improve expression. Furthermore, by preventing degradation of the enzyme protein, enzyme activity is also enhanced. The genes or gene constructs are either present in plasmids with different copy numbers or are integrated and amplified in the chromosome. Alternatively, overexpression of the genes in question can be achieved by changing the composition of the medium and culture. Instructions for this, the expert finds among others Martin et al. (Bio / Technology 5, 137-146 (1987)) , at Guerrero et al. (Gene 138, 35-41 (1994)) , T Suchiya and Morinaga (Bio / Technology 6, 428-430 (1988)) , at Eikmanns et al. (Gene 102, 93-98 (1991)) , in EP-A-0 472 869 , in US 4,601,893 , at Schwarzer and Puhler (Bio / Technology 9, 84-87 (1991)) , at Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60, 126-132 (1994)) , at LaBarre et al. (Journal of Bacteriology 175, 1001-1007 (1993)) , in WO-A-96/15246 , at Malumbres et al. (Gene 134, 15-24 (1993)) , in JP-A-10-229891 , at Jensen and Hammer (Biotechnology and Bioengineering 58, 191-195 (1998)) and in known textbooks of genetics and molecular biology. The measures described above as well as the mutations lead to genetically modified cells.

Zur Erhöhung der Expression der jeweiligen Gene werden zum Beispiel episomale Plasmide eingesetzt. Als Plasmide bzw. Vektoren kommen im Prinzip alle dem Fachmann für diesen Zweck zur Verfügung stehenden Ausführungsformen in Frage. Derartige Plasmide und Vektoren können z. B. den Broschüren der Firmen Novagen, Promega, New England Biolabs, Clontech oder Gibco BRL entnommen werden. Weitere bevorzugte Plasmide und Vektoren können gefunden werden in: Glover, D. M. (1985), DNA cloning: a practical approach, Vol. I–III, IRL Press Ltd., Oxford ; Rodriguez, R. L. und Denhardt, D. T (eds) (1988), Vectors: a survey of molecular cloning vectors and their uses, 179–204, Butterworth, Stoneham ; Goeddel, D. V. (1990), Systems for heterologous gene expression, Methods Enzymol. 185, 3–7 ; Sambrook, J.; Fritsch, E. F. und Maniatis, T. (1989), Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York ; Casali, N. and Preston, A. (eds) (2003) E. coli Plasmid Vectors. Humana Press . Als Plasmide eignen sich insbesondere solche, die in coryneformen Bakterien repliziert werden. Zahlreiche bekannte Plasmidvektoren, wie zum Beispiel pZ1 ( Menkel et al., Applied and Environmental Microbiology 64: 549–554 (1989) ), pEKEx1 ( Eikmanns et al., Gene 107: 69–74 (1991) ) oder pHS2-I ( Sonnen et al., Gene 107: 69–74 (1991) ) beruhen auf den kryptischen Plasmiden pHM1519, pBL1 oder pGA1. Andere Plasmidvektoren, wie zum Beispiel solche, die auf pCG4 ( US 4,489,160 ) oder pNG2 ( Serwold-Davis et al., FEMS Microbiology Letters 66: 119–124 (1990) ) oder pAG1 ( US 5,158,891 ) beruhen, können in gleicher Weise eingesetzt werden. Weiterhin eignen sich auch solche Plasmidvektoren, mit Hilfe derer man das Verfahren der Genamplifikation durch Integration in das Chromosom anwenden kann, so wie es beispielsweise von Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60: 126–132 (1994)) zur Duplikation bzw. Amplifikation des hom-thrB-Operons beschrieben wurde. Bei dieser Methode wird das vollständige Gen in einen Plasmidvektor kloniert, der in einem Wirt (typischerweise Escherichia coli), nicht aber in Corynebacterium glutamicum repliziert werden kann. Als Vektoren kommen beispielsweise pSUP301 ( Simon et al., Bio/Technology 1: 784–791 (1983) ), pK18mob oder pK19mob ( Schäfer et al., Gene 145: 69–73 (1994) ), pGEM-T (Promega Corporation, Madison, Wisconsin, USA), pCR2.1-TOPO ( Shuman, Journal of Biological Chemistry 269: 32678–84 (1994) ), pCR®Blunt (Invitrogen, Groningen, Niederlande), pEM1 ( Schrumpfet al., Journal of Bacteriology 173: 4510–4516) ) oder pBGS8 ( Spratt et al., Gene 41: 337–342 (1986) ) in Frage. Der Plasmidvektor, der das zu amplifizierende Gen enthält, wird anschließend durch Konjugation oder Transformation in den gewünschten Stamm von Corynebacterium glutamicum überführt. Die Methode der Konjugation ist beispielsweise bei Schäfer et al., Applied and Environmental Microbiology 60: 756–759 (1994) beschrieben. Methoden zur Transformation sind beispielsweise bei Thierbach et al., Applied Microbiology and Biotechnology 29: 356–362 (1988) , Dunican und Shivnan, Bio/Technology 7: 1067–1070 (1989) und Tauch et al., FEMS Microbiology Letters 123: 343–347 (1994) beschrieben. Nach homologer Rekombination mittels eines „cross-over”-Ereignisses enthalt der resultierende Stamm mindestens zwei Kopien des betreffenden Gens.To increase the expression of the respective genes, episomal plasmids are used, for example. In principle, all embodiments which are available to the person skilled in the art for this purpose are suitable as plasmids or vectors. Such plasmids and vectors may, for. B. the brochures of the companies Novagen, Promega, New England Biolabs, Clontech or Gibco BRL be removed. Further preferred plasmids and vectors can be found in: Glover, DM (1985), DNA cloning: a practical approach, Vol. I-III, IRL Press Ltd., Oxford ; Rodriguez, RL and Denhardt, D.T. (eds) (1988), Vectors: a survey of molecular cloning vectors and their uses, 179-204, Butterworth, Stoneham ; Goeddel, DV (1990), Systems for heterologous gene expression, Methods Enzymol. 185, 3-7 ; Sambrook, J .; Fritsch, EF and Maniatis, T. (1989), Molecular cloning: a laboratory manual, 2nd ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York ; Casali, N. and Preston, A. (eds) (2003) E. coli Plasmid Vectors. Humana Press , Suitable plasmids are in particular those which are replicated in coryneform bacteria. Numerous known plasmid vectors, such as pZ1 ( Menkel et al., Applied and Environmental Microbiology 64: 549-554 (1989) ), pEKEx1 ( Eikmanns et al., Gene 107: 69-74 (1991) ) or pHS2-I ( Sonnen et al., Gene 107: 69-74 (1991) ) are based on the cryptic plasmids pHM1519, pBL1 or pGA1. Other plasmid vectors, such as those based on pCG4 ( US 4,489,160 ) or pNG2 ( Serwold-Davis et al., FEMS Microbiology Letters 66: 119-124 (1990) ) or pAG1 ( US 5,158,891 ) can be used in the same way. Also suitable are those plasmid vectors by means of which one can apply the method of gene amplification by integration into the chromosome, as it is, for example, of Reinscheid et al. (Applied and Environmental Microbiology 60: 126-132 (1994)) for duplication or amplification of the hom-thrB operon. In this method, the complete gene is cloned into a plasmid vector which can be replicated in a host (typically Escherichia coli) but not in Corynebacterium glutamicum. As vectors, for example, pSUP301 ( Simon et al., Bio / Technology 1: 784-791 (1983) ), pK18mob or pK19mob ( Schäfer et al., Gene 145: 69-73 (1994) ), pGEM-T (Promega Corporation, Madison, Wisconsin, USA), pCR2.1-TOPO ( Shuman, Journal of Biological Chemistry 269: 32678-84 (1994) ), PCR ® Blunt (Invitrogen, Groningen, The Netherlands), pEM1 ( Schrumpf et al., Journal of Bacteriology 173: 4510-4516) ) or pBGS8 ( Spratt et al., Gene 41: 337-342 (1986) ) in question. The plasmid vector containing the gene to be amplified is then converted by conjugation or transformation into the desired strain of Corynebacterium glutamicum. The method of conjugation is for example at Schäfer et al., Applied and Environmental Microbiology 60: 756-759 (1994) described. Methods for transformation are for example Thierbach et al., Applied Microbiology and Biotechnology 29: 356-362 (1988) . Dunican and Shivnan, Bio / Technology 7: 1067-1070 (1989) and Tauch et al., FEMS Microbiology Letters 123: 343-347 (1994) described. After homologous recombination by means of a "cross-over" event, the resulting strain contains at least two copies of the gene in question.

Mit den oben genannten Methoden lässt sich analog eine Verringerung der enzymatischen Aktivität erzielen. Dies gliedert sich ebenfalls in zwei Strategien, die Reduktion der Expression und/oder die Inhibierung der Enzymaktivität. Zur Reduktion der Expression kann beispielsweise das korrespondierende Gen ganz oder teilweise deletiert werden. Zudem kann die Transkription, beispielsweise durch die Manipulation der Promotorregion oder Verstärkung der Repression (genetisch oder chemisch) bzw. die Herabsetzung der mRNA-Halbwertszeit, inhibiert oder reduziert werden. Ebenfalls kann auf RNA-Ebene die Translation gestört oder reduziert werden. Dem Fachmann sind dazu zahlreiche Techniken bekannt, zum Beispiel die RNAi-Technologie oder die Modifikation der DNA-Sequenz dahingehend, dass es zur Ausbildung von Sekundärstrukturen auf mRNA-Ebene kommt, die die Translation inhibieren oder reduzieren. Die Enzymaktivität kann beispielsweise durch Zugabe von Inhibitoren, durch Einfügen von gerichteten oder ungerichteten Mutationen reduziert werden.The above-mentioned methods can analogously achieve a reduction in the enzymatic activity. This is also divided into two strategies, the reduction of expression and / or the inhibition of enzyme activity. To reduce the expression, for example, the corresponding gene can be completely or partially deleted. In addition, transcription can be inhibited or reduced, for example by manipulation of the promoter region or enhancement of repression (genetically or chemically) or reduction of the mRNA half-life. Likewise, at the RNA level, translation can be disturbed or reduced. Numerous techniques are known to the person skilled in the art, for example the RNAi technology or the modification of the DNA sequence in such a way that secondary structures occur at the mRNA level which inhibit or reduce the translation. The enzyme activity can be reduced, for example, by adding inhibitors, by introducing directional or non-directional mutations.

Unter der vorstehend und in den nachfolgenden Ausführungen verwendeten Formulierung „eine gegenüber ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität eines Enzyms Ex” ist vorzugsweise stets eine um einen Faktor von mindestens 2, besonders bevorzugt von mindestens 10, darüber hinaus bevorzugt von mindestens 100, darüber hinaus noch mehr bevorzugt von mindestens 1.000 und am meisten bevorzugt von mindestens 10.000 gesteigerte Aktivität des jeweiligen Enzyms Ex zu verstehen. Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Zelle, welche „eine gegenüber ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität eines Enzyms Ex” aufweist, insbesondere auch eine Zelle, deren Wildtyp keine oder zumindest keine nachweisbare Aktivität dieses Enzyms Ex aufweist und die erst nach Erhöhung der Enzymaktivität, beispielsweise durch Überexpression, eine nachweisbare Aktivität dieses Enzyms Ex zeigt. In diesem Zusammenhang umfasst der Begriff „Überexpression” oder die in den nachfolgenden Ausführungen verwendete Formulierung „Erhöhung der Expression” auch den Fall, dass eine Ausgangszelle, beispielsweise eine Wildtyp-Zelle, keine oder zumindest keine nachweisbare Expression aufweist und erst durch rekombinante Verfahren eine nachweisbare Expression des Enzyms Ex induziert wird.The expression "an activity of an enzyme E x which is increased with respect to its wild type" is preferably always a factor greater than or equal to 2, particularly preferably at least 10, more preferably at least 100, and even more preferably at least 1,000, and most preferably at least 10,000 increased activity of the respective enzyme E x to understand. Furthermore, the cell according to the invention comprises "an activity of an enzyme E x increased compared to its wild type, in particular also a cell whose wild type has no or at least no detectable activity of this enzyme E x and which only after increasing the enzyme activity, for example by overexpression , a detectable activity of this enzyme E x shows. In this context, the term "overexpression" or the expression "increase in expression" used in the following also encompasses the case that a starting cell, for example a wild-type cell, has no or at least no detectable expression and only by recombinant methods a detectable Expression of the enzyme E x is induced.

Unter der nachfolgend verwendeten Formulierung „verminderte Aktivität eines Enzyms Ex” wird dementsprechend vorzugsweise eine um einen Faktor von mindestens 0,5, besonders bevorzugt von mindestens 0,1, darüber hinaus bevorzugt von mindestens 0,01, darüber hinaus noch mehr bevorzugt von mindestens 0,001 und am meisten bevorzugt von mindestens 0,0001 verminderte Aktivität verstanden. Die Verminderung der Aktivität eines bestimmten Enzyms kann beispielsweise durch gezielte Mutation, genetische Deletion des Gens, durch Zugabe von kompetitiven oder nicht kompetitiven Inhibitoren oder durch andere, weiter oben beschriebene bzw. dem Fachmann bekannte Maßnahmen zur Verminderung der Expression und/oder Funktion eines bestimmten Enzyms erfolgen.Accordingly, under the expression "reduced activity of an enzyme E x " used below, it is preferable to use a factor of at least 0.5, more preferably at least 0.1, more preferably at least 0.01, even more preferably at least 0.001 and most preferably at least 0.0001 decreased activity. The reduction of the activity of a specific enzyme can be achieved, for example, by targeted mutation, genetic deletion of the gene, by addition of competitive or non-competitive inhibitors or by other measures described above or known to those skilled in the art for reducing the expression and / or function of a particular enzyme respectively.

Dabei ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass die gentechnisch veränderte Zelle derart gentechnisch verändert ist, dass sie in einem definierten Zeitintervall, vorzugsweise innerhalb von 2 Stunden, noch mehr bevorzugt innerhalb von 8 Stunden und am meisten bevorzugt innerhalb von 24 Stunden, mindestens 2mal, besonders bevorzugt mindestens 10mal, darüber hinaus bevorzugt mindestens 100mal, darüber hinaus noch mehr bevorzugt mindestens 1.000mal und am meisten bevorzugt mindestens 10.000 mal mehr C4-Körper bildet als der Wildtyp der Zelle. Die Zunahme der Produktbildung kann dabei beispielsweise dadurch bestimmt werden, dass die erfindungsgemäße Zelle und die Wildtyp-Zelle jeweils getrennt unter gleichen Bedingungen (gleiche Zelldichte, gleiches Nährmedium, gleiche Kulturbedingungen) für ein bestimmtes Zeitintervall in einem geeigneten Nährmedium kultiviert werden und anschließend die Menge an Zielprodukt (C4-Körper) im Nährmedium bestimmt wird.It is preferred in accordance with the invention for the genetically modified cell to be genetically modified in such a way that it is particularly preferred within a defined time interval, preferably within 2 hours, more preferably within 8 hours, and most preferably within 24 hours, at least 2 times at least 10 times, more preferably at least 100 times, more preferably at least 1,000 times, and most preferably at least 10,000 times more C 4 body than the wild-type cell. The increase in product formation can be determined, for example, by culturing the cell according to the invention and the wild-type cell separately under the same conditions (same cell density, same nutrient medium, same culture conditions) for a specific time interval in a suitable nutrient medium and then the amount Target product (C 4 body) is determined in the nutrient medium.

Das Enzym E1 kann beispielsweise ein Phosphoenolpyruvat(PEP)-abhängiges Phosphotransferase-System (PTS) Enzym II (Saccharose-spezifisch) (EC 2.7.1.69; TCDB Klassifikation 4.A.1.2.1, 4.A.1.2.9 oder 4.A.1.2.-) sein. The enzyme E 1 can be, for example, a phosphoenolpyruvate (PEP) -dependent phosphotransferase system (PTS) enzyme II (sucrose-specific) (EC 2.7.1.69; TCDB classification 4.A.1.2.1, 4.A.1.2.9 or 4.A.1.2.-).

Das Enzym E1 kann beispielsweise durch das scrA Gen kodiert werden. Die kodierende Nukleotidsequenz und die dazugehörige Proteinsequenz können beispielsweise der „Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes” (KEGG-Datenbank), den Datenbanken des National Center for Biotechnology Information (NCBI) der National Library of Medicine (Bethesda, MD; USA), der Proteindatenbank UniProt (Kooperation des European Bioinformatics Institute (EBI), des Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) und des Protein Information Resource (PIR)) oder der Nukleotidsequenz-Datenbank der European Molecular Biologies Laboratories (EMBL, Heidelberg, Deutschland bzw. Cambridge, UK) entnommen werden. In einem besonderen Fall handelt es sich bei E1 um das aus E. coli stammende scrA Gen (SEQ ID NO: 41) und das daraus resultierende Protein. Darüber hinaus wird das Enzym E1 vorzugsweise von Genen kodiert, die aus der Gruppe derer ausgewählt werden, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren, zu mindestens 60%, vorzugsweise zu mindestens 80%, besonders bevorzugt zu mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt zu mindestens 99%, insbesondere zu 100% zu SEQ ID NO: 58 identisch ist.The enzyme E 1 can be encoded by the scrA gene, for example. The coding nucleotide sequence and its associated protein sequence can be found, for example, in the "Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes" (KEGG database), the National Library of Biotechnology Information (NCBI) databases of the National Library of Medicine (Bethesda, MD), the Protein Data Bank UniProt (cooperation of the European Bioinformatics Institute (EBI), the Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) and the Protein Information Resource (PIR)) or the nucleotide sequence database of the European Molecular Biology Laboratories (EMBL, Heidelberg, Germany and Cambridge, UK) be removed. In a particular case, E 1 is the E. coli scrA gene (SEQ ID NO: 41) and the resulting protein. In addition, the enzyme E 1 is preferably encoded by genes selected from the group of those encoding gene products whose amino acid sequence has a range of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids, at least 60%, preferably at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, in particular 100% to SEQ ID NO: 58 is identical.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E1 von Genen kodiert, die aus der Gruppe derer ausgewählt werden, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „PTS-II-BC-sucr” (TIGR01996 oder PssmID 131051) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt (englisch „domain hit”) wird.In one embodiment, the enzyme E 1 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) using RPS-BLAST the presence of the conserved domain "PTS-II-BC-sucr" (TIGR01996 or PssmID 131051) with an E value (English "e-value") less than 1 × 10 -5 detected (English "domain hit").

Zusätzlich zu dem Enzym E1, das den Transport von Saccharose in die Zelle und die Umsetzung zu Saccharose-6-Phosphat katalysiert, kann die rekombinante Zelle ferner eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E2, E3 und E4 oder einer Kombination dieser Enzyme aufweisen. Dabei kann E2 ein Enzym sein, das die Umsetzung von Saccharose-6-Phosphat zu -D-Glukose-6-Phosphat und -D-Fruktose katalysiert, E3 kann ein Enzym sein, das die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat katalysiert, und E4 kann ein Kanal sein, der diffusions-abhängigen Saccharose-Transport in die Zelle erlaubt.In addition to the enzyme E 1 , which catalyzes the transport of sucrose into the cell and the conversion to sucrose-6-phosphate, the recombinant cell can also have an increased activity of at least one enzyme E 2 , E 3 and E 4 compared to its wild-type or a combination of these enzymes. E 2 may be an enzyme which catalyzes the conversion of sucrose-6-phosphate to D-glucose-6-phosphate and D-fructose, E 3 may be an enzyme which causes the conversion of D-fructose into D-fructose 6-phosphate catalyzes, and E 4 may be a channel that allows diffusion-dependent sucrose transport into the cell.

In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung daher rekombinante Zellen, die im Vergleich zu ihrem Wildtyp eine gesteigerte Aktivität mindestens eines der Enzyme E2, E3 und E4 aufweisen. In einer Ausführungsform ist im Vergleich zum Wildtyp die Aktivität des Enzyms E1 und mindestens eines der Enzyme E2, E3 und E4 gesteigert. In einer anderen Ausführungsform ist im Vergleich zum Wildtyp die Aktivität der Enzyme i) E1, E2 und E3, ii) E2, E3 und E4, iii) E2 und E3, iv) E3 und E4, v) E2 und E4, oder vi) E1, E3 und E4 erhöht. In einer weiteren Ausführungsform weist die erfindungsgemäße rekombinante Zelle eine im Vergleich zum Wildtyp erhöhte Aktivität der Enzyme E1, E2, E3 und E4 auf.In one embodiment, the invention therefore relates to recombinant cells which have an increased activity of at least one of the enzymes E 2 , E 3 and E 4 in comparison to their wild type. In one embodiment, the activity of the enzyme E 1 and at least one of the enzymes E 2 , E 3 and E 4 is increased compared to the wild type. In another embodiment, the activity of the enzymes compared to the wild-type is i) E 1 , E 2 and E 3 , ii) E 2 , E 3 and E 4 , iii) E 2 and E 3 , iv) E 3 and E 4 , v) E 2 and E 4 , or vi) E 1 , E 3 and E 4 are increased. In a further embodiment, the recombinant cell according to the invention has an increased activity of the enzymes E 1 , E 2 , E 3 and E 4 in comparison to the wild type.

In weiteren Ausführungsformen kann es sich bei dem Enzym E2 um eine Saccharose-6-Phosphat-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26), bei dem Enzym E3 um eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) und/oder bei dem Enzym E4 um ein Saccharose Porin (TCDB Klassifikation 1.B.3.1.2) handeln.In further embodiments, the enzyme E 2 may be a sucrose-6-phosphate fructohydrolase (EC 3.2.1.26), the enzyme E 3 may be a fructokinase (EC 2.7.1.4) and / or the enzyme E 4 may be a sucrose porin (TCDB classification 1.B.3.1.2) act.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird E2 von dem scrB (E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), bfrA, sacA, sacB, cscA, fruA oder susH Gen (Streptococcus pneumoniae susH: SEQ ID NO: 52) kodiert, E3 wird von dem mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (E. coli scrK: SEQ ID NO: 43) oder cscK Gen (E. coli cscK: SEQ ID NO: 46) kodiert und E4 wird von dem scrY Gen (E. coli scrY: SEQ ID NO: 44) kodiert.In one embodiment of the invention E 2 is encoded by the scrB (E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), bfrA, sacA, sacB, cscA, fruA or susH gene (Streptococcus pneumoniae susH: SEQ ID NO: 52), E 3 is derived from the mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (E.coli scrK: SEQ ID NO: 43) or cscK gene (E. coli ČSČK: SEQ ID NO: 46) encodes and e 4 is of the ScrY gene (E. coli ScrY: 44: SEQ ID NO) coded.

Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierenden Proteinsequenzen sowie weitere Gene für die Enzyme E2 bis E4 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden. In einem besonderen Fall handelt es sich bei E2, E3 und/oder E4 um aus E. coli stammende Gene bzw. die dadurch kodierten Proteine.The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequences and other genes for the enzymes E 2 to E 4 can be taken from among others the KEGG, the NCBI, the UniProt or EMBL database. In a particular case E 2 , E 3 and / or E 4 are E. coli derived genes or the proteins encoded thereby.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E2 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 59 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 2 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100%, to SEQ ID NO: 59.

In verschiedenen Ausführungsformen wird das Enzym E2 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „scrB_fam” (TIGR01322 oder PssmID 162301) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In various embodiments, the enzyme E 2 is encoded by genes which are selected from the group of those encoding gene products in their amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (Version 2.20). by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "scrB_fam" (TIGR01322 or PssmID 162301) with an E-value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E3 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 60 oder SEQ ID NO: 63 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 3 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100%, to SEQ ID NO: 60 or SEQ ID NO: 63.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E3 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „bac_FRK” (cd01167) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 3 is encoded by genes which are selected from the group of those encoding gene products whose amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (Version 2.20) by means of RPS-BLAST Presence of the conserved domain "bac_FRK" (cd01167) is found with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E4 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 61 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 4 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 61.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E4 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „Maltoporin-like” (cd01346 oder PssmID 30073) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 4 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "maltoporin-like" (cd01346 or PssmID 30073) is found with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung, zeichnet sich die rekombinante Zelle dadurch aus, dass die im Vergleich zum Wildtyp gesteigerte Saccharoseaufnahme durch die erhöhte Aktivität eines Kanals E5 bewirkt wird, der Saccharose in die Zelle symportiert. Die vorliegende Erfindung erfasst ebenfalls Ausführungsformen, in denen dieser gesteigerte Saccharose-Symport mit den zuvor erwähnten erhöhten Aktivitäten der Enzyme E1, E2, E3 und/oder E4 kombiniert ist.In another embodiment of the invention, the recombinant cell is characterized by the fact that the increased sucrose uptake compared to the wild type is brought about by the increased activity of a channel E 5 which sorbs sucrose into the cell. The present invention also covers embodiments in which this increased sucrose symport is combined with the aforementioned increased activities of the enzymes E 1 , E 2 , E 3 and / or E 4 .

Der Kanal E5 kann beispielsweise eine Saccharose-Permease sein. In einer Ausführungsform wird E5 durch das cscB Gen (beispielsweise E. coli cscB: SEQ ID NO: 45) kodiert.The channel E 5 may be, for example, a sucrose permease. In one embodiment, E 5 is encoded by the cscB gene (for example, E. coli cscB: SEQ ID NO: 45).

In weiteren Ausführungsformen kann die rekombinante Zelle zusätzlich zu E5 eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines der folgenden Enzyme aufweisen: E6, das die Umsetzung von Saccharose zu -D-Glucose und -D-Fruktose katalysiert; und E3, das die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat katalysiert. In einer Ausführungsform ist die Aktivität beider Enzyme erhöht.In further embodiments, in addition to E 5 , the recombinant cell may have an increased activity compared to its wild type of at least one of the following enzymes: E 6 , which catalyzes the conversion of sucrose to D-glucose and D-fructose; and E 3 , which catalyzes the conversion of D-fructose to D-fructose-6-phosphate. In one embodiment, the activity of both enzymes is increased.

In einer Ausführungsform der Erfindung, ist das Enzym E5 eine Saccharose-Permease (TCDB Klassifikation 2.A.1.5.3), das Enzym E3 eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) und das Enzym E6 eine -D-Fruktofuranosid-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26).In one embodiment of the invention, the enzyme E 5 is a sucrose permease (TCDB classification 2.A.1.5.3), the enzyme E 3 is a fructokinase (EC 2.7.1.4) and the enzyme E 6 is a -D-fructofuranoside Fructohydrolase (EC 3.2.1.26).

In diesem Zusammenhang kann das Enzym E5 durch cscB (beispielsweise E. coli cscB: SEQ ID NO: 45), lamB oder scrY (beispielsweise E. coli scrY: SEQ ID NO: 44), E3 durch mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (beispielsweise E. coli scrK: SEQ ID NO: 43) oder cscK (beispielsweise E. coli cscK: SEQ ID NO: 46) und/oder E6 durch cscA (beispielsweise E. coli cscA: SEQ ID NO: 47), susH (beispielsweise Streptococcus pneumoniae susH: SEQ ID NO: 52), scrB (beispielsweise E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), rafD, sacA, fruA oder bfrA kodiert werden. Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierende Proteinsequenz sowie weiterer Gene für die Enzyme E3, E5 und E6 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden. In einem besonderen Fall handelt es sich bei E3, E5 und/oder E6 um aus E. coli stammende Gene und die dadurch kodierten Proteine.In this connection, the enzyme E 5 may be replaced by cscB (for example E.coli cscB: SEQ ID NO: 45), lamB or scrY (for example E.coli scrY: SEQ ID NO: 44), E 3 by mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (e.g., E. coli scrK: SEQ ID NO: 43) or cscK (e.g., E. coli cscK: SEQ ID NO : 46) and / or E 6 by cscA (for example E. coli cscA: SEQ ID NO: 47), susH (for example Streptococcus pneumoniae susH: SEQ ID NO: 52), scrB (for example E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), rafD, sacA, fruA or bfrA. The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequence and other genes for the enzymes E 3 , E 5 and E 6 can be taken from among others the KEGG, the NCBI, the UniProt or EMBL database. In a particular case, E 3 , E 5 and / or E 6 are E. coli derived genes and the proteins encoded thereby.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E5 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 62 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 5 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least over a range of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids 60%, preferably of at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100% to SEQ ID NO: 62.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E5 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „LacY_symp” (PFAM domain 01306 oder PssmID 110319) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 5 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) using RPS-BLAST the presence of the conserved domain "LacY_symp" (PFAM domain 01306 or PssmID 110319) with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E6 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 64 oder SEQ ID NO: 51 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 6 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100%, to SEQ ID NO: 64 or SEQ ID NO: 51.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E6 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „SacC” (COG1621 oder PssmID 31808) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 6 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "SacC" (COG1621 or PssmID 31808) is found with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer weiteren Ausführungsform wird die gesteigerte Saccharoseaufnahme der erfindungsgemäßen rekombinanten Zelle dadurch bewirkt, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp mindestens eine gesteigerte Aktivität eines Enzymkomplexes aufweist, der Saccharose in die Zelle transportiert.In a further embodiment, the increased sucrose uptake of the recombinant cell according to the invention is effected by having at least one increased activity of an enzyme complex which transports sucrose into the cell compared to its wild-type.

Dieser Saccharose transportierende Enzymkomplex kann sich beispielsweise aus den Enzymen E7, E8 und E9 zusammensetzen, und umfasst zum Beispiel einen Saccharose-spezifischen ABC-Transporter (TCDB Klassifikation 3.A.1.1.-).This sucrose-transporting enzyme complex can be composed, for example, of the enzymes E 7 , E 8 and E 9 , and comprises, for example, a sucrose-specific ABC transporter (TCDB classification 3.A.1.1.-).

In diesem Zusammenhang kann das Enzym E7 durch ein susT1 Gen (beispielsweise Streptococcus pneumoniae susT1: SEQ ID NO: 48), E8 durch ein susT2 Gen (beispielsweise Streptococcus pneumoniae susT2: SEQ ID NO: 49) und/oder E9 durch ein susX Gen (beispielsweise Streptococcus pneumoniae susX: SEQ ID NO: 50) kodiert werden.In this connection, the enzyme E 7 can be replaced by a susT1 gene (for example Streptococcus pneumoniae susT1: SEQ ID NO: 48), E 8 by a susT2 gene (for example Streptococcus pneumoniae susT2: SEQ ID NO: 49) and / or E 9 susX gene (for example Streptococcus pneumoniae susX: SEQ ID NO: 50).

Ferner kann die Zelle mit gesteigerter Saccharose-Transporter-Aktivität eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E10, E2, E3 oder E6 oder einer beliebige Kombination dieser Enzyme aufweisen. Dabei katalysiert das Enzym E10 die Umsetzung von Saccharose zu Saccharose-6-Phosphat, das Enzym E2 die Umsetzung von Saccharose-6-Phosphat zu -D-Glukose-6-Phosphat und -D-Fruktose, das Enzym E3 die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat und das Enzym E6 die Umsetzung von Saccharose zu -D-Glucose und -D-Fruktose.Further, the cell having increased sucrose transporter activity may have an increased activity of at least one enzyme E 10 , E 2 , E 3 or E 6 or any combination of these enzymes as compared to its wild-type. The enzyme E 10 catalyses the conversion of sucrose to sucrose-6-phosphate, the enzyme E 2 the conversion of sucrose-6-phosphate to -D-glucose-6-phosphate and D-fructose, the enzyme E 3 the reaction from D-fructose to D-fructose-6-phosphate and the enzyme E 6 the conversion of sucrose to D-glucose and D-fructose.

In einer Ausführungsform weist die rekombinante Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität der Enzyme E10, E2, E3 und E6 auf.In one embodiment, the recombinant cell has an increased activity of the enzymes E 10 , E 2 , E 3 and E 6 compared to their wild type.

Enzym E10 kann eine Saccharose-Kinase, Enzym E2 eine Saccharose-6-Phosphat-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26), Enzym E3 eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) und/oder Enzym E6 eine -D-Fruktofuranosid-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26) sein.Enzyme E 10 may be a sucrose kinase, enzyme E 2 is a sucrose-6-phosphate fructohydrolase (EC 3.2.1.26), enzyme E 3 is a fructokinase (EC 2.7.1.4) and / or enzyme E 6 is a -D-fructofuranoside Fructohydrolase (EC 3.2.1.26).

In diesem Zusammenhang kann das Enzym E10 durch ein Saccharose-Kinase Gen, E2 durch ein scrB (beispielsweise E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), bfrA, sacA, sacB, cscA (beispielsweise E. coli cscA: SEQ ID NO: 47), fruA oder susH Gen und/oder E3 durch ein mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (beispielsweise E. coli scrK: SEQ ID NO: 43) oder cscK (beispielsweise E. coli cscK: SEQ ID NO: 46) Gen kodiert werden.In this connection, the enzyme E 10 can be replaced by a sucrose kinase gene, E 2 by a scrB (for example E. coli scrB: SEQ ID NO: 42), bfrA, sacA, sacB, cscA (for example E. coli cscA: SEQ ID NO: 47), fruA or susH gene and / or E 3 by a mac, yajF, mtlZ, rbsK, glcK, pfkB, frcK, frk, sacK, ydhR, kdgK, suk, ydjE, gmuE, ydjE, scrK (for example E coli scrK: SEQ ID NO: 43) or cscK (for example, E. coli cscK: SEQ ID NO: 46).

Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierenden Proteinsequenzen sowie weitere alternative Gene für die Enzyme E2, E3, E7, E8, E9 und E10 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden. In einem besonderen Fall handelt es sich bei E2, E3, und/oder E10 um aus E. coli und bei E7, E8 und/oder E9 um aus Streptococcus pneumoniae stammende Gene und die dadurch kodierten Proteine.The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequences and other alternative genes for the enzymes E 2 , E 3 , E 7 , E 8 , E 9 and E 10 may, inter alia, also the KEGG, the NCBI, the UniProt or EMBL database. In a particular case, E 2 , E 3 , and / or E 10 are E. coli and E 7 , E 8 and / or E 9 are Streptococcus pneumoniae genes and the proteins encoded thereby.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E7 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 65 aufweisen. In one embodiment, the enzyme E 7 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 65.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Enzym E7 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, ib deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „LplB” (COG4209 oder PssmID 33938) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In a further embodiment, the enzyme E 7 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (Version 2.20) by means of RPS BLAST the presence of the conserved domain "LplB" (COG4209 or PssmID 33938) is found with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E8 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 66 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 8 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 66.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E9 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 67 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 9 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 67.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E9 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „UgpB” (COG1653 oder PssmID 31839) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 9 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "UgpB" (COG1653 or PssmID 31839) is found with an E value (English "e-value") smaller than 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können zwei oder drei der erwähnten Möglichkeiten der Manipulation des Saccharose-Aufnahmewegs miteinander kombiniert werden, so dass die rekombinante Zelle sich durch die gesteigerte Aktivität von zwei oder drei Saccharose-Aufnahmewegen von ihrem Wildtyp unterscheidet. Dies kann jeweils ein, mehrere oder sämtliche Enzyme aus den geschilderten Varianten betreffen. In bestimmten Ausführungsformen ist daher in einer rekombinanten Zelle gemäß der Erfindung die Aktivität der folgenden Enzyme gegenüber dem Wildtyp gesteigert:
E1–E9;
E1–E10;
E1, E2, E3, E4, E5, E6;
E1, E2, E3, E5, E6;
E1, E2, E3, E7, E8, E9;
E4, E5, E6, E7, E8, E9;
E1, E2, E3, E7, E8, E9; E10;
E3, E4, E6, E7, E8, E9; oder
E3, E6, E7, E8, E9.
In further embodiments of the invention, two or three of the mentioned ways of manipulating the sucrose uptake pathway may be combined so that the recombinant cell differs from its wild type by the increased activity of two or three sucrose uptake pathways. This can in each case relate to one, several or all enzymes from the described variants. In certain embodiments, therefore, in a recombinant cell according to the invention, the activity of the following enzymes is enhanced over the wild-type:
E 1 -E 9 ;
E 1 -E 10 ;
E 1 , E 2 , E 3 , E 4 , E 5 , E 6 ;
E 1 , E 2 , E 3 , E 5 , E 6 ;
E 1 , E 2 , E 3 , E 7 , E 8 , E 9 ;
E 4 , E 5 , E 6 , E 7 , E 8 , E 9 ;
E 1 , E 2 , E 3 , E 7 , E 8 , E 9 ; E 10 ;
E 3 , E 4 , E 6 , E 7 , E 8 , E 9 ; or
E 3 , E 6 , E 7 , E 8 , E 9 .

In anderen Ausführungsformen ist die Aktivität von mindestens einem, vorzugsweise mindestens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 Enzymen ausgewählt aus der Gruppe der Enzyme E1–E10 gesteigert.In other embodiments, the activity of at least one, preferably at least 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 enzymes selected from the group of enzymes E 1 -E 10 is increased.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die rekombinante Zelle gentechnisch derart verändert, dass sie im Vergleich zu Ihrem Wildtyp eine gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms aufweist, das die Fixierung von CO2 an einen C3-Körper katalysiert. Diese gesteigerte Kohlendioxid-Fixierung kann alternativ oder zusätzlich zu einer Steigerung des Saccharose-Transports in die Zelle vorliegen. Die Steigerung des Saccharosetransports kann mittels der oben dargelegten Techniken erfolgen.In one embodiment of the invention, the recombinant cell is genetically engineered to have an increased activity of at least one enzyme that catalyzes the fixation of CO 2 to a C 3 body as compared to its wild-type. This increased carbon dioxide fixation may be alternative or in addition to an increase in sucrose transport into the cell. The increase in sucrose transport can be accomplished by the techniques outlined above.

Das mindestens eine Enzym, das die Fixierung von CO2 an einen C3-Körper katalysiert, kann in bestimmten Ausführungsformen der Erfindung aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus folgenden Enzymen besteht:
E12, das die Umsetzung von Pyruvat, ATP und CO2 zu Oxalacetat, ADP und Phosphat katalysiert;
E13, das die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat, H2O und CO2 zu Oxalacetat und Phosphat katalysiert;
E14, das die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat, ADP/GDP/Pi und CO2 zu Oxalacetat und ATP/GTP/PPi katalysiert;
E15, E16, E17 und E18, die die Umsetzung von Pyruvat NAD(P)H+ und CO2 zu Malat und NAD(P)+ katalysieren.
The at least one enzyme that catalyzes the fixation of CO 2 to a C 3 body may, in certain embodiments of the invention, be selected from the group consisting of the following enzymes:
E 12 , which catalyzes the conversion of pyruvate, ATP and CO 2 to oxaloacetate, ADP and phosphate;
E 13 , which catalyzes the reaction of phosphoenolpyruvate, H 2 O and CO 2 to oxaloacetate and phosphate;
E 14 , which catalyzes the reaction of phosphoenolpyruvate, ADP / GDP / P i and CO 2 to oxaloacetate and ATP / GTP / PP i ;
E 15 , E 16 , E 17 and E 18 , which catalyze the conversion of pyruvate NAD (P) H + and CO 2 to malate and NAD (P) + .

Ebenfalls erfasst durch die vorliegende Erfindung sind beliebige Kombinationen erhöhter Aktivitäten der Enzyme E12–E18 sowie die gesteigerte Aktivität aller Enzyme E12–E18.Also encompassed by the present invention are any combination of increased activities of the enzymes E 12 -E 18 and the increased activity of all enzymes E 12 -E 18 .

In einer Ausführungsform ist
E12 eine Pyruvat-Carboxylase (EC 6.4.1.1);
E13 eine Phosphoenolpyruvat-Carboxylase (Phosphat:Oxalacetat-Carboxylase) (EC 4.1.1.31);
E14 eine Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (ATP/GTP/PPi:Oxalacetat-Carboxylase) (EC 4.1.1.32, EC 4.1.1.38 oder EC 4.1.1.49);
E15 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.38);
E16 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.39);
E17 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NADP+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.40); und/oder
E18 eine D-Malatdehydrogenase ((R)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.83).
In one embodiment
E 12 is a pyruvate carboxylase (EC 6.4.1.1);
E 13 is a phosphoenolpyruvate carboxylase (phosphate: oxaloacetate carboxylase) (EC 4.1.1.31);
E 14 is a phosphoenolpyruvate carboxykinase (ATP / GTP / PP i : oxaloacetate carboxylase) (EC 4.1.1.32, EC 4.1.1.38 or EC 4.1.1.49);
E 15 a malate dehydrogenase ((S) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.38);
E 16 a malate dehydrogenase ((S) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.39);
E 17 a malate dehydrogenase ((S) -malate: NADP + oxidoreductase) (EC 1.1.1.40); and or
E 18 is a D-malate dehydrogenase ((R) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.83).

Das Enzym E12 kann vorzugsweise aus durch ein Gen kodiert werden, das aus der Gruppe umfassend cgl516, aarI62Cp pyrI, pca, cglO689, pc, pcx, pyc-1, pyc-2, accC-2, pycA, pycA2, pyc, pycB, pycB1, pycB2, accC, accA, oadA, pyr, acc und accC1 ausgewählt wird, wobei das pyc-Gen (beispielsweise E. coli pyc: SEQ ID NO: 5) besonders bevorzugt ist.The enzyme E 12 may preferably be encoded by a gene selected from the group consisting of cgl516, aarI62Cp pyrI, pca, cglO689, pc, pcx, pyc-1, pyc-2, accC-2, pycA, pycA2, pyc, pycB , pycB1, pycB2, accC, accA, oadA, pyr, acc and accC1, with the pyc gene (for example, E. coli pyc: SEQ ID NO: 5) being particularly preferred.

Erfindungsgemäß bevorzugte Pyruvat-Carboxylasen sind insbesondere auch in US 6,455,284 , US 6,171,833 , US 6,884,606 , US 6,403,351 , US 6,852,516 und US 6,861,246 beschrieben. Eine in diesem Zusammenhang besonders bevorzugte Pyruvat-Carboxylase pyc ist diejenige Mutante, die in „ A novel methodology employing Corynebacterium glutamicum genome information to generste a new L-lysine-producing mutant.”, Ohnishi J et al., Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 58 (2), Seiten 217–223 (2002) beschrieben ist. Bei dieser Mutante wurde die Aminosäure Prolin an Position 458 durch Serin ersetzt. Der Offenbarungsgehalt dieser Veröffentlichung hinsichtlich der Möglichkeiten zur Herstellung von Pyruvat-Carboxylase-Mutanten wird hiermit als Referenz eingeführt und bildet einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung. In bevorzugter Weise stammt pyc aus Corynebacterium glutamicum.Pyruvate carboxylases preferred according to the invention are also in particular US 6,455,284 . US 6,171,833 . US 6,884,606 . US 6,403,351 . US 6,852,516 and US 6,861,246 described. A particularly preferred pyruvate carboxylase pyc in this context is that mutant which is described in " A novel methodology employing Corynebacterium glutamicum genome information to generate a new L-lysine-producing mutant. ", Ohnishi J et al., Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 58 (2), pp. 217-223 (2002) is described. In this mutant, the amino acid proline at position 458 was replaced by serine. The disclosure of this publication regarding the possibilities of producing pyruvate carboxylase mutants is hereby incorporated by reference and forms part of the disclosure of the present invention. Preferably, pyc is derived from Corynebacterium glutamicum.

Das Enzym E13 kann vorzugsweise durch ein Gen kodiert werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend ppc, capP, pepC und clpA, wobei das ppc-Gen bevorzugt ist. In einer Ausführungsform stammt ppc aus E. coil (SEQ ID NO: 1).The enzyme E 13 may preferably be encoded by a gene selected from the group comprising ppc, capP, pepC and clpA, with the ppc gene being preferred. In one embodiment, ppc is from E. coli (SEQ ID NO: 1).

Das Enzym E14 kann vorzugsweise durch ein Gen kodiert werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend pck, pckG, pckA, pck1, pck2 und pck, wobei das pckA-Gen besonders bevorzugt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform stammt pckA aus E. coli (SEQ ID NO: 2).The enzyme E 14 may preferably be encoded by a gene selected from the group comprising pck, pckG, pckA, pck1, pck2 and pck, the pckA gene being particularly preferred. In a preferred embodiment pckA is from E. coli (SEQ ID NO: 2).

Erfindungsgemäß bevorzugte Phosphoenolpyruvat-Carboxylasen sind insbesondere auch in US 4,757,009 , US 4,980,285 , US 5,573,945 , US 6,872,553 und US 6,599,732 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Druckschriften im Hinblick auf Phosphoenolpyruvat-Carboxylasen wird hiermit als Referenz eingeführt und bildet einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Erfindung.Phosphoenolpyruvate-Carboxylasen preferred according to invention are in particular also in US 4,757,009 . US 4,980,285 . US 5,573,945 . US 6,872,553 and US 6,599,732 described. The disclosure of these references for phosphoenolpyruvate carboxylases is hereby incorporated by reference and forms part of the disclosure of the present invention.

Die Malatdehydrogenasen E15, E16 und E17 können vorzugsweise durch ein Gen kodiert werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend me, me1, me2, me3, mae, mae1, mae2, sfcA, sfcA1, maeA, maeB, maeB1, maeB2, tme, ygkJ, ywkA, ygkJ, malS, ytsJ, mleA, mleS, mez, sce59.10c, 2sc7gll.23, malSI, malS2, dme, maeB1, maeB2, mdh, mdh1, mdh2, dme1 cgi 0120, dme1 cgi 0120, dme1-cg5889, fl9kl6.27, f6f22.7, t22p22.60, fl8al7.1, mod1, tme, mao, cgl3007, malS und malE, wobei für E15 maeA (beispielsweise E. coli maeA: SEQ ID NO: 3), für E16 mme1 (beispielsweise Chlamydomonas reinhardti mme1: SEQ ID NO: 55) sowie dme und für E17 maeB (beispielsweise E. coli maeB: SEQ ID NO: 4) besonders bevorzugt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform stammen maeA und maeB aus E. coli.The malate dehydrogenases E 15 , E 16 and E 17 may preferably be encoded by a gene selected from the group comprising me, me1, me2, me3, mae, mae1, mae2, sfcA, sfcA1, maeA, maeB, maeB1, maeB2 , tme, ygkJ, ywkA, ygkJ, malS, ytsJ, mleA, mleS, mez, sce59.10c, 2sc7gll.23, malSI, malS2, dme, maeB1, maeB2, mdh, mdh1, mdh2, dme1 cgi 0120, dme1 cgi 0120 , DME1-cg5889, fl9kl6.27, f6f22.7, t22p22.60, fl8al7.1, mod1, tme, Mao, cgl3007, times and times, whereby (e 15 maeA example, E. coli maeA: SEQ ID NO: 3 ), (e 16 MME1 example, Chlamydomonas reinhardti MME1: SEQ ID NO: 55) as well as E. coli MAEB dme and 17 MAEB (for e: SEQ ID NO: 4) are particularly preferred. In a preferred embodiment, mAb and mAb are from E. coli.

Die Malatdehydrogenase E18 kann vorzugsweise durch ein Gen kodiert werden, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend yeaU, ycsA, ttuC, ttuC1, ttuC2, ttuC3, tdh, leuB, leuB1 und dmlA wobei yeaU und dmlA besonders bevorzugt sind. In einer bevorzugten Ausführungsform stammt dmlA aus E. coil (SEQ ID NO: 57).The malate dehydrogenase E 18 may preferably be encoded by a gene selected from the group comprising yeaU, ycsA, ttuC, ttuC1, ttuC2, ttuC3, tdh, leuB, leuB1 and dmlA, with yeaU and dmlA being particularly preferred. In a preferred embodiment, dmlA is from E. coli (SEQ ID NO: 57).

In einer Ausführungsform wird:
E12 durch ein pyc Gen;
E13 durch ein ppc Gen;
E14 durch ein pckA Gen;
E15 durch ein maeA Gen;
E16 durch ein mme1 Gen;
E17 durch ein maeB Gen; und/oder
E18 durch ein dmlA Gen kodiert.
In one embodiment:
E 12 by a pyc gene;
E 13 by a ppc gene;
E 14 by a pckA gene;
E 15 by a mouse gene;
E 16 by a mme1 gene;
E 17 by a mouse gene; and or
E 18 encoded by a dmlA gene.

Die vorgenannten Enzyme können einzeln, alle oder in beliebiger Kombination in ihrer Aktivität gesteigert sein. Insbesondere können mindestens eines, mindestens 2, 3, 4, 5, 6, oder 7 Enzyme der Gruppe E12–E18 in ihrer Aktivität gesteigert sein.The abovementioned enzymes can be increased individually, all or in any combination in their activity. In particular, at least one, at least 2, 3, 4, 5, 6, or 7 enzymes of the group E 12 -E 18 can be increased in their activity.

Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierende Proteinsequenz sowie weiterer Gene für die Enzyme E12–E18 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden.The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequence and other genes for the enzymes E 12 -E 18 can also be taken from the KEGG, NCBI, UniProt or EMBL database.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E12 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 68 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 12 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 68.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E12 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „DRE_TIM_PC_TC_5S” (cd07937) oder der konservierten Domäne „pyruvate carboxylase” (PRK12999) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 12 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "DRE_TIM_PC_TC_5S" (cd07937) or the conserved domain "pyruvate carboxylase" (PRK12999) with an E value (English "e-value") is less than 1 × 10 -5 found (English "domain hit") ,

In einer Ausführungsform wird das Enzym E13 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 69 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 13 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 69.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E13 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, inderen Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „Phosphoenolpyruvate carboxylase” (PssmID 166715 oder COG3252 oder c14574 oder PRK00009) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 13 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in an amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the subject amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST Presence of the conserved domain "phosphoenolpyruvate carboxylase" (PssmID 166715 or COG3252 or c14574 or PRK00009) is found with an E value (English "e-value") less than 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E14 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 70 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 14 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 70.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E14 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „PEPCK_ATP” (cd00484) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 14 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "PEPCK_ATP" (cd00484) is found with an E value (English "e-value") smaller than 1 × 10 -5 (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E15 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 71 aufweisen. In one embodiment, the enzyme E 15 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 71.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E15 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „NAD(P) binding domain of malic enzyme (ME), subgroup 1” (cd05312) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 15 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "NAD (P) binding domain of malic enzyme (ME), subgroup 1" (cd05312) with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E16 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 56 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 16 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, more preferably at least 95%, most preferably at least 99%, especially 100% to SEQ ID NO: 56.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E16 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „malate dehydrogenase” (PRK13529) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 16 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "malate dehydrogenase" (PRK13529) with an E value (English "e-value") is less than 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E17 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 54 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 17 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100%, to SEQ ID NO: 54.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E17 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „NAD(P) binding domain of malic enzyme (ME), subgroup 2” (cd05311) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 17 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "NAD (P) binding domain of malic enzyme (ME), subgroup 2" (cd05311) with an E value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

In einer Ausführungsform wird das Enzym E18 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100, bevorzugt mindestens 200, insbesondere mindestens 300 Aminosäuren eine Sequenzidentität von mindestens 60%, vorzugsweise von mindestens 80%, besonders bevorzugt von mindestens 95%, ganz besonders bevorzugt von mindestens 99%, insbesondere von 100% zu SEQ ID NO: 53 aufweisen.In one embodiment, the enzyme E 18 is encoded by genes which are selected from the group of those which encode gene products whose amino acid sequence has a sequence identity of at least 60%, preferably of at least 100, preferably at least 200, in particular at least 300 amino acids at least 80%, particularly preferably of at least 95%, very particularly preferably of at least 99%, in particular of 100%, to SEQ ID NO: 53.

In einer Ausführungsform wird das Enzym E18 von Genen kodiert, die ausgewählt werden aus der Gruppe derer, die Genprodukte kodieren, in deren Aminosäuresequenz bei einer Suche nach in der betreffenden Aminosäuresequenz enthaltenen konservierten Proteindomänen in der NCBI CDD (Version 2.20) mittels RPS-BLAST die Präsenz der konservierten Domäne „Iso_dh Super-family” (c00445 oder PssmID 174206) mit einem E-Wert (englisch „e-value”) kleiner 1 × 10–5 festgestellt wird (englisch „domain hit”).In one embodiment, the enzyme E 18 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products in its amino acid sequence in a search for conserved protein domains contained in the relevant amino acid sequence in the NCBI CDD (version 2.20) by means of RPS-BLAST the presence of the conserved domain "Iso_dh Super-family" (c00445 or PssmID 174206) with an E-value (English "e-value") smaller 1 × 10 -5 is found (English "domain hit").

Des Weiteren kann, in einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zellen, die rekombinante Zelle zusätzlich derart gentechnisch verändert sein, dass sie im Vergleich zu ihrem Wildtyp einen verminderten Kohlenstofffluss von Saccharose hin zu Gärungsprodukten, die keine C4-Körper sind, aufweist.Furthermore, in a further embodiment of the cells according to the invention, the recombinant cell can additionally be genetically engineered such that it has a reduced carbon flux from sucrose to fermentation products which are not C 4 bodies compared to their wild type.

Diese Ausführungsform umfasst erfindungsgemäße rekombinante Zellen, die zusätzlich gegenüber ihrem Wildtyp dadurch gekennzeichnet sind, dass sie aus Saccharose weniger C1-, C2-, und/oder C3-Nebenprodukte erzeugen.This embodiment encompasses recombinant cells according to the invention which, in addition to their wild type, are characterized by producing less C 1 , C 2 and / or C 3 by- products from sucrose.

Die dazu erforderliche gentechnische Veränderung kann durch eine Manipulation der rekombinanten Zelle geschehen, wodurch der Metabolismus, der die Gärungsprodukte erzeugt, reduziert oder unterbrochen wird.The requisite genetic modification may be by manipulation of the recombinant cell, thereby reducing or disrupting the metabolism that produces the fermentation products.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Aktivität von mindestens einem der folgenden Enzyme im Vergleich zum Wildtyp verringert:
E19, E20, E21 und E22, die Komponenten eines glukosespezifischen Phosphoenolpyruvat-Phosphotransferasesystems darstellen und als solche den Import von Glukose und in Summe die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat und Glukose zu Pyruvat und Glukose-6-Phosphat katalysieren;
E23 und E24, die die Umsetzung von Pyruvat und CoA zu Formiat und Acetyl-CoA katalysieren;
E25, das die Umsetzung von Pyruvat, H2O und Ferricytochrom b1 zu Acetat, CO2 und Ferrocytochrom b1 katalysiert;
E26, das die Umsetzung von S-Methylmalonyl-CoA zu Propanoyl-CoA und CO2 katalysiert;
E27 und E28, die die Umsetzung von Acetyl-Phosphat und ADP/Pi zu Acetat und ATP/PPi katalysieren;
E29, das die Umsetzung von Acetyl-CoA und Pi (Orthophosphat) zu Acetyl-Phosphat und CoA katalysiert;
E30, das die Umsetzung von Pyruvat und NADH zu D-Lactat und NAD+ katalysiert;
E31, das die Umsetzung von Acetyl-CoA zu Acetaldehyd katalysiert;
E32, das die Umsetzung von Acetaldehyd zu Ethanol katalysiert;
E33, das die Umsetzung von Glyceronphosphat zu Methylglyoxal und Orthophosphat katalysiert;
E34, E35 und E36, die einen Komplex bilden, der die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert;
E37, das die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert;
E38, E39 und E40, die einen Komplex bilden, der die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert;
E41, das die Umsetzung von Propionyl-CoA, H2O und Oxalacetat zu 2-Methylcitrat und CoA katalysiert;
E42, das die Umsetzung von 2-Methylcitrat zu 2-Methyl-cis-Aconitat oder 2-Methyl-trans-Aconitat und H2O katalysiert;
E43, das die Umsetzung von 2-Methyl-trans-Aconitat zu 2-Methyl-cis-Aconitat katalysiert;
E44, das die Umsetzung von 2-Methyl-cis-Aconitat zu Succinat und Pyruvat katalysiert;
E45, das die Umsetzung von Propionyl-Phosphat und ADP zu Propionat und ATP katalysiert;
E46, welches die Umsetzung von Propionyl-CoA und Pi zu Propionyl-Phosphat und CoA katalysiert;
E47, welches die Umsetzung von Pyruvat zu Acetaldehyd und CO2 katalysiert;
E48, welches die Umsetzung von Pyruvat und CoA 2 oxidierten Ferredoxinen zu Acetyl-CoA, CO2, und 2 reduzierten Ferredoxinen und 2H+ katalysiert;
E49, welches die Umsetzung von D-Xylulose-5-Phosphat und Phosphat zu Acetylphosphat und D-Glyceraldehyd-3-Phosphate und H2O katalysiert;
E50, welches die Umsetzung von (S)-Methylmalonyl-CoA und Pyruvat zu Propionyl-CoA und Oxalacetat katalysiert;
E51, welches die Umsetzung von (S)-Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA katalysiert;
E52, welches die Umsetzung von 2 Pyruvat zu 2-Acetolactat und CO2 katalysiert;
E53, welches die Umsetzung von 2-Acetolactat zu Acetoin und CO2 katalysiert;
E54, welches die Umsetzung von Acetoin und NAD(P)H+ zu Butan-2,3-diol und NAD(P)+ katalysiert;
E55, welches die Umsetzung 2 Acetyl-CoA zu Acetoacetyl-CoA katalysiert;
E56, welches die Umsetzung von Acetoacetyl-CoA und NAD(P)H+ zu 3-Hydroxybutyryl-CoA und NAD(P)+ katalysiert;
E57, welches die Umsetzung von Crotonyl-CoA und H2O zu 3-Hydroxybutyryl-CoA katalysiert;
E58, welches die Umsetzung von Butyraldehyd und NAD(P)H+ zu Butanol und NAD(P)+ katalysiert;
E59, welches die Umsetzung von Butyryl-CoA und NAD(P)H+ zu Buryraldehyd und NAD(P)+ katalysiert;
E60, welches die Umsetzung von Acetoacetat und H+ zu Aceton und CO2 katalysiert;
E61, welches die Umsetzung von Aceton und NAD(P)H+ zu Propanol und NAD(P)+ katalysiert;
E62, welches die Umsetzung von Acyl-CoA und Carbonsäure zu Acylat und Carbonsäure-CoA katalysiert und
E63, das die Umsetzung von Pyruvat und NADH zu L-Lactat und NAD+ katalysiert.
In one embodiment of the invention, the activity of at least one of the following enzymes is reduced compared to the wild-type:
E 19 , E 20 , E 21 and E 22 , which are components of a glucose-specific phosphoenolpyruvate phosphotransferase system and, as such, catalyze the import of glucose and in sum the conversion of phosphoenolpyruvate and glucose to pyruvate and glucose-6-phosphate;
E 23 and E 24 , which catalyze the conversion of pyruvate and CoA to formate and acetyl-CoA;
E 25 , which catalyzes the reaction of pyruvate, H 2 O and ferricytochrome b 1 to acetate, CO 2 and ferrocytochrome b 1 ;
E 26 , which catalyzes the conversion of S-methylmalonyl CoA to propanoyl CoA and CO 2 ;
E 27 and E 28 , which catalyze the conversion of acetyl phosphate and ADP / P i to acetate and ATP / PP i ;
E 29 , which catalyzes the conversion of acetyl-CoA and P i (orthophosphate) to acetyl phosphate and CoA;
E 30 , which catalyzes the conversion of pyruvate and NADH to D-lactate and NAD + ;
E 31 , which catalyzes the conversion of acetyl-CoA to acetaldehyde;
E 32 , which catalyzes the conversion of acetaldehyde to ethanol;
E 33 , which catalyzes the conversion of glycerol phosphate to methylglyoxal and orthophosphate;
E 34 , E 35 and E 36 , which form a complex that catalyzes the conversion of formate to CO 2 ;
E 37 , which catalyzes the conversion of formate to CO 2 ;
E 38 , E 39 and E 40 , which form a complex that catalyzes the conversion of formate to CO 2 ;
E 41 , which catalyzes the reaction of propionyl CoA, H 2 O and oxaloacetate to 2-methyl citrate and CoA;
E 42 , which catalyzes the conversion of 2-methylcitrate to 2-methyl-cis-aconitate or 2-methyl-trans-aconitate and H 2 O;
E 43 , which catalyzes the conversion of 2-methyl trans aconitate to 2-methyl cis aconitate;
E 44 , which catalyzes the conversion of 2-methyl cis aconitate to succinate and pyruvate;
E 45 , which catalyzes the conversion of propionyl phosphate and ADP to propionate and ATP;
E46 , which catalyzes the reaction of propionyl CoA and P i to propionyl phosphate and CoA;
E 47 , which catalyzes the conversion of pyruvate to acetaldehyde and CO 2 ;
E 48 , which catalyzes the reaction of pyruvate and CoA 2 oxidized ferredoxins to acetyl-CoA, CO 2 , and 2 reduced ferredoxins and 2H + ;
E 49 , which catalyzes the reaction of D-xylulose-5-phosphate and phosphate to acetyl phosphate and D-glyceraldehyde-3-phosphates and H 2 O;
E 50 , which catalyzes the reaction of (S) -methylmalonyl-CoA and pyruvate to propionyl-CoA and oxaloacetate;
E 51 , which catalyzes the reaction of (S) -methylmalonyl-CoA to succinyl-CoA;
E 52 , which catalyzes the conversion of 2 pyruvate to 2-acetolactate and CO 2 ;
E 53 , which catalyzes the conversion of 2-acetolactate to acetoin and CO 2 ;
E 54 , which catalyzes the reaction of acetoin and NAD (P) H + to butane-2,3-diol and NAD (P) + ;
E 55 , which catalyzes the reaction of 2 acetyl-CoA to acetoacetyl-CoA;
E 56 , which catalyzes the reaction of acetoacetyl-CoA and NAD (P) H + to 3-hydroxybutyryl-CoA and NAD (P) + ;
E 57 , which catalyzes the conversion of crotonyl CoA and H 2 O to 3-hydroxybutyryl CoA;
E 58 , which catalyzes the reaction of butyraldehyde and NAD (P) H + to butanol and NAD (P) + ;
E 59 , which catalyzes the reaction of butyryl-CoA and NAD (P) H + to buryraldehyde and NAD (P) + ;
E 60 , which catalyzes the reaction of acetoacetate and H + to acetone and CO 2 ;
E 61 , which catalyzes the reaction of acetone and NAD (P) H + to propanol and NAD (P) + ;
E 62 , which catalyzes the reaction of acyl-CoA and carboxylic acid to acylate and carboxylic acid CoA and
E 63 , which catalyzes the conversion of pyruvate and NADH into L-lactate and NAD + .

In bestimmten Ausführungsformen können auch mehrere, d. h. mindestens 2, oder alle der vorgenannten Enzyme in ihrer Aktivität verringert sein.In certain embodiments, multiple, i. H. at least 2, or all of the aforementioned enzymes are reduced in their activity.

In bestimmten Ausführungsformen ist/sind:
E19 und E20 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym II (EC 2.7.1.69);
E21 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym I (EC 2.7.3.9);
E22 eine Phosphohistidin-Protein (HPr)-Hexose-Phosphotransferase-Komponenente des PEP-abhängigen Phosphotransferase-Systems;
E23 und E24 eine Formiat-C-Acetyltransferase (EC 2.3.1.54);
E25 eine Pyruvat:Ferricytochrom b1-Oxidoreduktase (EC 1.2.2.2);
E26 eine Methylmalonyl-CoA-Decarboxylase (EC 4.1.1.41);
E27 eine ATP/PPi:Acetat-Phosphotransferase (EC 2.7.2.1 oder EC 2.7.2.1);
E28 eine Propionat-/Acetat-Kinase (EC 2.7.2.15);
E29 eine Acetyl-CoA:Phosphat-Acetyltransferase (EC 2.3.1.8);
E30 eine D-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.28);
E31 eine Acetaldehyd-Dehydrogenase (CoA-acetylierend) (EC 1.2.1.10);
E32 eine NAD-abhängige Alkohol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1);
E33 eine Glyceronphosphat-Phospholyase (EC 4.2.3.3);
E34, E35, E36, E37, E38, E39 und E40 Formatdehydrogenasen (EC 1.2.1.2);
E41 eine 2-Methylcitrat Synthase (EC 2.3.3.5);
E42 eine 2-Methylcitrat Dehydratase (EC 4.2.1.79 oder EC 4.2.1.117);
E43 eine 2-Methylaconitat Isomerase;
E44 eine Methylisocitrat Lyase (EC 4.1.3.30);
E45 eine Propionatkinase (EC 2.7.2.15);
E46 eine Phosphat-Propionyltransferase (EC 2.3.1.8);
E47 eine Pyruvatdecarboxylase (EC 4.1.1.1);
E48 eine Pyruvat:Ferredoxin Oxidoreduktase (EC 1.2.7.1);
E49 eine Phosphoketolase (EC 4.1.2.9);
E50 eine Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase (EC 2.1.3.1);
E51 eine Methylmalonyl-CoA-Mutase (EC 5.4.99.2);
E52 eine Acetolactat-Synthase (EC 2.2.1.6);
E53 eine Acetolactat-Decarboxylase (EC 4.1.1.5);
E54 eine Butandiol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.4 oder EC 1.1.1.76);
E55 eine Thiolase (EC 2.3.1.9);
E56 eine 3-Hydroxybutyryl-CoA-Dehydrogenase (EC 1.1.1.157, EC 1.1.1.35, EC 1.1.1.36 oder EC 1.1.1.211);
E57 eine Crotonase (EC 4.2.1.17);
E58 eine Butanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2);
E59 eine Butyraldehyd-Dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 oder EC 1.2.1.5);
E60 eine Acetoacetat-Decarboxylase (EC 4.1.1.4);
E61 eine Propanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2);
E62 eine Acyl-CoA:CoA-Transferase (EC 2.8.3.-); und/oder
E63 eine L-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.27).
In certain embodiments, / are:
E 19 and E 20 a PEP-dependent phosphotransferase system Enzyme II (EC 2.7.1.69);
E 21 a PEP-dependent phosphotransferase system enzyme I (EC 2.7.3.9);
E 22 a phosphohistidine protein (HPr) -hexose phosphotransferase component of the PEP-dependent phosphotransferase system;
E 23 and E 24 a formate C-acetyltransferase (EC 2.3.1.54);
E 25 a pyruvate: ferricytochrome b 1 oxidoreductase (EC 1.2.2.2);
E 26 is a methylmalonyl-CoA decarboxylase (EC 4.1.1.41);
E 27 an ATP / PP i : acetate phosphotransferase (EC 2.7.2.1 or EC 2.7.2.1);
E 28 is a propionate / acetate kinase (EC 2.7.2.15);
E 29 an acetyl-CoA: phosphate acetyltransferase (EC 2.3.1.8);
E 30 is a D-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.28);
E 31 an acetaldehyde dehydrogenase (CoA-acetylating) (EC 1.2.1.10);
E 32 is an NAD-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.1);
E 33 is a glycerone phosphate phospholyase (EC 4.2.3.3);
E 34 , E 35 , E 36 , E 37 , E 38 , E 39 and E 40 formate dehydrogenases (EC 1.2.1.2);
E 41 is a 2-methylcitrate synthase (EC 2.3.3.5);
E 42 a 2-methylcitrate dehydratase (EC 4.2.1.79 or EC 4.2.1.117);
E 43 is a 2-methylaconitate isomerase;
E 44 is a methyl isocitrate lyase (EC 4.1.3.30);
E 45 is a propionate kinase (EC 2.7.2.15);
E 46 is a phosphate propionyltransferase (EC 2.3.1.8);
E 47 a pyruvate decarboxylase (EC 4.1.1.1);
E 48 is a pyruvate: ferredoxin oxidoreductase (EC 1.2.7.1);
E 49 is a phosphoketolase (EC 4.1.2.9);
E 50 is a methylmalonyl-CoA-carboxytransferase (EC 2.1.3.1);
E 51 is a methylmalonyl-CoA mutase (EC 5.4.99.2);
E 52 an acetolactate synthase (EC 2.2.1.6);
E 53 an acetolactate decarboxylase (EC 4.1.1.5);
E 54 a butanediol dehydrogenase (EC 1.1.1.4 or EC 1.1.1.76);
E 55 a thiolase (EC 2.3.1.9);
E 56 is a 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase (EC 1.1.1.157, EC 1.1.1.35, EC 1.1.1.36 or EC 1.1.1.211);
E 57 a crotonase (EC 4.2.1.17);
E 58 is a butanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2);
E 59 a butyraldehyde dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 or EC 1.2.1.5);
E 60 an acetoacetate decarboxylase (EC 4.1.1.4);
E 61 is a propanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2);
E 62 an acyl-CoA: CoA transferase (EC 2.8.3.-); and or
E 63 an L-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.27).

Die erfindungsgemäßen Zellen weisen in einer Ausführungsform eine im Vergleich zum Wildtyp verringerte Aktivität von mindestens einem, vorzugsweise mindestens 2, noch bevorzugter mindestens 3, am bevorzugtesten mindestens 5 der genannten Enzyme auf.In one embodiment, the cells according to the invention have a reduced activity compared to the wild type of at least one, preferably at least 2, more preferably at least 3, most preferably at least 5 of said enzymes.

In einer Ausführungsform der Erfindung wird die Aktivität von mindestens einem der Enzyme E19–E22 reduziert. Eine solche Verringerung der Enzymaktivität kann vorteilhaft sein, da damit der energieaufwendige Import und die Aktivierung von Glukose unterbunden werden, wodurch der Zelle mehr Energie für den Import und die Aktivierung von Saccharose und für die Fixierung von Kohlendioxid zur Verfügung steht.In one embodiment of the invention, the activity of at least one of the enzymes E 19 -E 22 is reduced. Such a reduction in enzyme activity may be beneficial as it eliminates the energy-consuming import and activation of glucose, thereby providing the cell with more energy to import and activate sucrose and to fix carbon dioxide.

Das Enzym E26 wird vorzugsweise von einem Gen kodiert, das ausgewählt wird aus der Gruppe umfassend ygfG, mmdA, oadB, oadB2, oadB3, SC1C2.16, SC1G7.10, pccBI, mmdB, mmdC und ppcB, wobei das ygfG-Gen besonders bevorzugt ist. In einer Ausführungsform stammt ygfG aus E. coli.The enzyme E 26 is preferably encoded by a gene selected from the group comprising ygfG, mmdA, oadB, oadB2, oadB3, SC1C2.16, SC1G7.10, pccBI, mmdB, mmdC and ppcB, the ygfG gene being particularly is preferred. In one embodiment, ygfG is from E. coli.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung weist die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderte Aktivität von mindestens einem Enzym E19–E45 auf, wobei:
E19 durch ein ptsG Gen kodiert wird;
E20 durch ein ptsI Gen kodiert wird;
E21 durch ein ptsH Gen kodiert wird;
E22 durch ein crr Gen kodiert wird;
E23 durch ein tdcE Gen kodiert wird;
E24 durch ein pflA oder pflB Gen kodiert wird;
E25 durch ein poxB Gen kodiert wird;
E26 durch ein ygfG Gen kodiert wird;
E27 durch ein ackA Gen kodiert wird;
E28 durch ein ackA oder tdcD Gen kodiert wird;
E29 durch ein pta Gen kodiert wird;
E30 durch ein ldhA Gen kodiert wird;
E31 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E32 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E33 durch ein mgsA Gen kodiert wird;
E34 durch ein fdnG Gen kodiert wird;
E35 durch ein fdnH Gen kodiert wird;
E36 durch ein fdnI Gen kodiert wird;
E37 durch ein fdhF Gen kodiert wird;
E38 durch ein fdoG Gen kodiert wird;
E39 durch ein fdoH Gen kodiert wird;
E40 durch ein fdoI Gen kodiert wird;
E41 durch ein prpC Gen kodiert wird;
E42 durch ein prpD oder acnD Gen kodiert wird;
E43 durch ein prpF Gen kodiert wird;
E44 durch ein prpB Gen kodiert wird;
E45 durch ein tdcD Gen kodiert wird
E46 durch ein pta Gen kodiert wird;
E47 durch ein pdc Gen kodiert wird;
E48 durch ein porA, porB, porC oder porD Gen kodiert wird;
E49 durch ein xpk1 oder xpk2 Gen kodiert wird
E50 durch ein Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase Gen kodiert wird;
E51 durch ein sbm oder ein mcmA und ein mcmB Gen kodiert wird;
E52 durch ein alsS, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI oder ilvH Gen kodiert wird;
E53 durch ein alsD Gen kodiert wird;
E54 durch ein butBGen kodiert wird;
E55 durch ein thl, thlA, thlB oder phaA Gen kodiert wird;
E56 durch ein phaB Gen kodiert wird;
E57 durch ein crt Gen kodiert wird;
E58 durch ein adhE Gen kodiert wird;
E59 durch ein adhE, bdhA oder bdhB Gen kodiert wird;
E60 durch ein adc Gen kodiert wird;
E61 durch ein adh Gen kodiert wird;
E62 durch ein ctfA und ein ctfB oder ein atoA und ein atoD Gen kodiert wird und/oder
E63 durch ein ldhL Gen kodiert wird.
According to various embodiments of the invention, the cell has a reduced activity of at least one enzyme E 19 -E 45 compared to its wild type, wherein:
E 19 is encoded by a ptsG gene;
E 20 is encoded by a ptsI gene;
E 21 is encoded by a ptsH gene;
E 22 is encoded by a crr gene;
E 23 is encoded by a tdcE gene;
E 24 is encoded by a pflA or pflB gene;
E 25 is encoded by a poxB gene;
E 26 is encoded by a ygfG gene;
E 27 is encoded by a ackA gene;
E 28 is encoded by an ackA or tdcD gene;
E 29 is encoded by a pta gene;
E 30 is encoded by an ldhA gene;
E is encoded by a gene adhE 31;
E 32 is encoded by an adhE gene;
E 33 is encoded by a mgsA gene;
E 34 is encoded by a fdnG gene;
E is encoded by a gene fdnH 35;
E 36 is encoded by a fdnI gene;
E 37 is encoded by a fdhF gene;
E 38 is encoded by a fdoG gene;
E 39 is encoded by a fdoH gene;
E is encoded by a gene fdoI 40;
E 41 is encoded by a prpC gene;
E 42 is encoded by a prpD or acnD gene;
E 43 is encoded by a prpF gene;
E 44 is encoded by a prpB gene;
E 45 is encoded by a tdcD gene
E 46 is encoded by a pta gene;
E 47 is encoded by a pdc gene;
E 48 is encoded by a porA, porB, porC or porD gene;
E 49 is encoded by an xpk1 or xpk2 gene
E 50 is encoded by a methylmalonyl CoA carboxytransferase gene;
E 51 is encoded by a sbm or a mcmA and a mcmB gene;
E 52 is encoded by a gene as il, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI or ilvH gene;
E 53 is encoded by a alsD gene;
E 54 is encoded by a butBGen;
E 55 is encoded by a thl, thlA, thlB or phaA gene;
E 56 is encoded by a phaB gene;
E 57 is encoded by a crt gene;
E 58 is encoded by an adhE gene;
E 59 is encoded by an adhE, bdhA or bdhB gene;
E 60 is encoded by an adc gene;
E 61 is encoded by an adh gene;
E 62 is encoded by a ctfA and a ctfB or an atoA and an atoD gene and / or
E 63 is encoded by an ldhL gene.

Die Nukleotidsequenzen der vorstehend genannten Gene, deren korrespondierende Proteinsequenz sowie weiterer Gene für die Enzyme E19–E63 können unter anderem auch der KEGG-, der NCBI-, der UniProt- oder EMBL-Datenbank entnommen werden.The nucleotide sequences of the abovementioned genes, their corresponding protein sequence and other genes for the enzymes E 19 -E 63 can, inter alia, also be taken from the KEGG, NCBI, UniProt or EMBL database.

In einer Ausführungsform der Erfindung, weist die rekombinante Zelle, die ausgehend von Saccharose und CO2 als Kohlenstoffquellen mehr C4-Körper als der Wildtyp herstellen kann, eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderte Aktivität von mindestens einem, mindestens zwei, mindestens 3, oder mindestens 4 der Enzyme E19, E26, E27, E29, E30, E31, E32 und E46 auf. In einer solchen Ausführungsform sind die Enzyme E19, E26, E27, E29/E46, E30 und E31/E32 ldhA, adhE, ack, pta, ygfG und ptsG. Die erfindungsgemäße Zelle kann auch eine verringerte Aktivität aller 8 Enzyme E19, E26, E27, E29, E30, E31, E32 und E46 bzw. aller 6 Enzyme, die durch die Gene ldhA, adhE, ack, pta, ygfG und ptsG kodiert werden, aufweisen.In one embodiment of the invention, the recombinant cell which, starting from sucrose and CO 2 as carbon sources, can produce more C 4 bodies than the wild type, has a reduced activity of at least one, at least two, at least 3, or their wild-type at least 4 of the enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 , E 30 , E 31 , E 32 and E 46 on. In such an embodiment, the enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 / E 46 , E 30 and E 31 / E 32 are ldhA, adhE, ack, pta, ygfG and ptsG. The cell according to the invention can also have a reduced activity of all enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 , E 30 , E 31 , E 32 and E 46 or of all 6 enzymes which are represented by the genes ldhA, adhE, ack, pta, ygfG and ptsG.

In weiteren Ausführungsformen weist die rekombinante Zelle, die aus Saccharose und CO2 als Kohlenstoffquellen mehr C4-Körper als der Wildtyp herstellen kann, eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität von mindestens einem der Enzyme E1–E18 und, optional, eine verringerte Aktivität von mindestens einem der Enzyme E19–E63 auf.In further embodiments, the recombinant cell, which can produce more C 4 bodies than the wild type from sucrose and CO 2 as carbon sources, has an increased activity of at least one of the enzymes E 1 -E 18 and, optionally, one compared to their wild type decreased activity of at least one of the enzymes E 19 -E 63 .

Bestimmte Ausführungsformen der Erfindung betreffen Zellen, in denen im Vergleich zum Wildtyp die Aktivität:

  • (i) der Enzyme E1 bis E4 und E12 gesteigert und der Enzyme E19, E26, E27, E29 bis E32 und E46 verringert ist;
  • (ii) der Enzyme E3, E5, E6 und E12 gesteigert und der Enzyme E19, E26, E27, E29 bis E32 und E45 verringert ist; oder
  • (iii) der Enzyme E2, E3, E7, E8, E9, E10 und E12 gesteigert und der Enzyme E19, E26, E27, E29 bis E32 und E46 verringert ist.
Certain embodiments of the invention relate to cells in which, compared to the wild type, the activity:
  • (i) the enzymes E 1 to E 4 and E 12 are increased and the enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 to E 32 and E 46 are reduced;
  • (ii) the enzymes E 3 , E 5 , E 6 and E 12 are increased and the enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 to E 32 and E 45 are reduced; or
  • (iii) the enzymes E 2 , E 3 , E 7 , E 8 , E 9 , E 10 and E 12 are increased and the enzymes E 19 , E 26 , E 27 , E 29 to E 32 and E 46 is reduced.

In solchen Ausführungsformen können die Enzyme E1 bis E10 und E12 bis E18 durch die Gene scrA, scrB, scrK, scrY, cscB, cscA, cscK, susT1, susT2, susX bzw. pyc, ppc, pckA, maeA, mme1, maeB und dmlA und die Enzyme E19, E20, E21, E22, E23, E24, E25, E27, E28, E29, E30, E31, E32, E33, E45, E46, E47, E48, E49, E50, E55, E56, E57, E58, E59, E60, E61 und E63 ptsG, ptsI, ptsH, crr, tdcE, pflA, pflB, poxB, ack, pta, tdcD, ldhA, adhE, mgsA, ygfG, pdc, porA, porB, porC, porD, xpk1, xpk2, thl, thlA, thlB, phaA, phaB, crt, bdhA, bdhB, adc, adh und ldhL kodiert werden.In such embodiments, the enzymes E 1 to E 10 and E 12 to E 18 may be represented by the genes scrA, scrB, scrK, scrY, cscB, cscA, cscK, susT1, susT2, susX and pyc, ppc, pckA, maeA, mme1, respectively , maeB and dmlA and the enzymes E 19 , E 20 , E 21 , E 22 , E 23 , E 24 , E 25 , E 27 , E 28 , E 29 , E 30 , E 31 , E 32 , E 33 , E 45 , E 46 , E 47 , E 48 , E 49 , E 50 , E 55 , E 56 , E 57 , E 58 , E 59 , E 60 , E 61 and E 63 ptsG, ptsI, ptsH, crr, tdcE, pflA, pflB, poxB, ack, pta, tdcD, ldhA, adhE, mgsA, ygfG, pdc, porA, porB, porC, porD, xpk1, xpk2, thl, thlA, thlB, phaA, phaB, crt, bdhA, bdhB, adc, adh and ldhL.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer gentechnisch veränderten Zelle gemäß der Erfindung.In a further aspect, the invention relates to a method for producing a genetically modified cell according to the invention.

In einem solchen Verfahren kann die Erhöhung der Aktivität von mindestens einem der vorstehend beschriebenen Enzyme E1–E18 und, optional, die Verringerung der Aktivität von mindestens einem der vorstehend beschriebenen Enzyme E19–E63, durch eines der eingangs beschriebenen Verfahren erfolgen. Bevorzugte Kombinationen von Enzymen mit gesteigerter bzw. verringerter Aktivität sind die oben erwähnten Kombinationen. In such a method, the increase in the activity of at least one of the above-described enzymes E 1 -E 18 and, optionally, the reduction of the activity of at least one of the above-described enzymes E 19 -E 63 can be carried out by one of the methods described above. Preferred combinations of enzymes with increased or decreased activity are the above-mentioned combinations.

In noch einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines C4-Körpers und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung, wobei das Verfahren die Inkubation einer Zelle gemäß der Erfindung mit einem Nährmedium, das Saccharose enthält, unter Bedingungen, die die Herstellung mindestens eines C4-Körpers und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung aus Saccharose und CO2 erlauben, umfasst.In a still further aspect, the invention relates to a process for producing at least one C 4 body and / or at least one secondary compound produced via said C 4 body, said process comprising incubating a cell according to the invention with a nutrient medium containing sucrose, under conditions which permit the production of at least one C 4 body and / or at least one sucrose and CO 2 secondary compound prepared via this C 4 body.

In einer besonderen Ausführungsform dieses Verfahrens enthält das Medium Kohlendioxid.In a particular embodiment of this process, the medium contains carbon dioxide.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des mindestens einen C4-Körpers und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung kann zusätzlich auch das Isolieren des mindestens einen C4-Körpers und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung aus dem Nährmedium einschließen.The process according to the invention for producing the at least one C 4 body and / or at least one secondary compound prepared via this C 4 body may additionally also comprise isolating the at least one C 4 body and / or at least one secondary compound produced via this C 4 body from the nutrient medium.

Schließlich richtet sich die Erfindung in noch einem weiteren Aspekt auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Zellen zur Herstellung von mindestens einem C4-Körper und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung aus Saccharose und Kohlendioxid als Kohlenstoffquellen.Finally, in a still further aspect, the invention is directed to the use of the cells according to the invention for the production of at least one C 4 body and / or at least one sucrose and carbon dioxide secondary compound produced via this C 4 body as carbon sources.

In bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Verwendung werden die C4-Körper aus folgender Gruppe ausgewählt: Succinat, Malst, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Guten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3-Hydroxybutyrolacton, 4-Hydroxybutyrolacton, 1-Butanol, 2-Butanol, tert-Butanol, Isobutanol, 2-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 4-Hydroxybuttersäure, 2-Hydroxyisobuttersäure und 3-Hydroxyisobuttersäure.In certain embodiments of the method according to the invention or the use according to the invention, the C 4 bodies are selected from the following group: succinate, malt, fumarate, oxaloacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4-bionell, hydroxysuccinate, Epoxy-γ-butyrolactone, butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, good, n-butene, cis-2-butene, trans 2-butene, isobutene, butadiene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, 3-hydroxybutyrolactone, 4-hydroxybutyrolactone, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, isobutanol, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxyisobutyric acid and 3-hydroxyisobutyric acid.

In einer Ausführungsform werden die C4-Körper ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Malst, Oxalacetat und die über diese C4-Körper hergestellten Folgeverbindungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus durch enzymatische oder chemische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen. Die durch enzymatische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen können beispielsweise ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Succinat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2- und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure, 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure, Methionin und Lysin.In one embodiment, the C 4 bodies are selected from the group consisting of: Malst, oxaloacetate and the follow-up compounds prepared via these C 4 bodies are selected from the group consisting of secondary compounds prepared by enzymatic or chemical synthesis via Malst or oxalacetate. The secondary compounds produced by enzymatic synthesis via Malst or oxalacetate can be selected, for example, from the group consisting of: succinate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4- Butanediol, 2,3-butanediol, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2- and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid, 2- and 3-hydroxyisobutyric acid, methionine and lysine.

Die erfindungsgemäßen, gentechnisch veränderten Zellen können kontinuierlich oder diskontinuierlich im batch-Verfahren (Satzkultivierung) oder im fed-batch-Verfahren (Zulaufverfahren) oder repeated-fed-batch-Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) zum Zwecke der Produktion von C4-Körpern, beispielsweise C4-Carbonsäuren wie Succinat, mit dem Nährmedium in Kontakt gebracht und kultiviert werden. Ebenfalls praktikabel ist ein semikontinuierliches Verfahren, wie es in der GB-A-1009370 beschrieben wird. Eine Zusammenfassung der bekannten Kultivierungsmethoden ist im Lehrbuch von Chmiel („Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik” (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) oder im Lehrbuch von Storhas („Bioreaktoren und periphere Einrichtungen”, Vieweg Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 1994) zu finden. Das zu verwendende Kulturmedium muss in geeigneter Weise den Ansprüchen des jeweiligen Wirtszellstammes genügen. Beschreibungen von Kulturmedien für verschiedene Mikroorganismen sind im Handbuch ”Manual of Methods for General Bacteriology” der American Society for Bacteriology (Washington D. C, USA, 1981) enthalten.The genetically modified cells according to the invention can be used continuously or discontinuously in the batch process (batch culturing) or in the fed-batch process (feed process) or repeated-fed-batch process (repetitive feed process) for the purpose of producing C 4 bodies, for example C 4 carboxylic acids such as succinate, are brought into contact with the nutrient medium and cultured. Also practicable is a semi-continuous process, as described in the GB-A-1009370 is described. A summary of the known cultivation methods is in the textbook of Chmiel ("Bioprocessing Technology 1. Introduction to Bioprocess Engineering" (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in the textbook of Storhas ("Bioreactors and Peripheral Facilities", Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994) to find. The culture medium to be used must suitably satisfy the requirements of the respective host cell strain. Descriptions of culture media for various microorganisms are in the manual "Manual of Methods for General Bacteriology" of the American Society for Bacteriology (Washington D.C, USA, 1981) contain.

In den verwendeten Nährmedien dienen insbesondere Saccharose und/oder Kohlendioxid als Kohlenstoffquellen.In particular, sucrose and / or carbon dioxide serve as carbon sources in the nutrient media used.

Als Stickstoffquellen können organische stickstoffhaltige Verbindungen wie Peptone, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Malzextrakt, Maisquellwasser, Sojabohnenmehl und Harnstoff oder anorganische Verbindungen wie Ammoniumsulfat, Ammoniumchlorid, Ammoniumphosphat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumnitrat verwendet werden. Die Stickstoffquellen können einzeln oder als Mischung verwendet werden.As nitrogen sources, organic nitrogen-containing compounds such as peptones, yeast extract, meat extract, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea, or inorganic compounds such as ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate can be used. The nitrogen sources can be used singly or as a mixture.

Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogenphosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entsprechenden natriumhaltigen Salze verwendet werden. Phosphoric acid, potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the corresponding sodium-containing salts can be used as the phosphorus source.

Das Kulturmedium kann weiterhin Metallsalze enthalten, wie z. B. Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum der Zellen notwendig sind.The culture medium may further contain metal salts, such as. As magnesium sulfate or iron sulfate, which are necessary for the growth of the cells.

Schließlich können dem Medium noch weitere Stoffe, wie z. B. Aminosäuren und/oder Vitamine zugesetzt werden. Dem Kulturmedium können überdies geeignete Vorstufen zugesetzt werden. Die genannten Einsatzstoffe können zur Kultur in Form eines einmaligen Ansatzes hinzugegeben oder in geeigneter Weise während der Kultivierung zugefüttert werden.Finally, the medium can be further substances such. As amino acids and / or vitamins are added. In addition, suitable precursors can be added to the culture medium. The said feedstocks may be added to the culture in the form of a one-time batch or fed in a suitable manner during the cultivation.

Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak bzw. Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure in geeigneter Weise eingesetzt. Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischaummittel wie z. B. Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium geeignete selektiv wirkende Stoffe wie z. B. Antibiotika hinzugefügt werden.For pH control of the culture, basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia or ammonia water or acidic compounds such as phosphoric acid or sulfuric acid are suitably used. To control the foam development antifoams such. B. fatty acid polyglycol esters are used. To maintain the stability of plasmids, the medium suitable selective substances such. B. antibiotics are added.

Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei 20°C bis 45°C und vorzugsweise bei 25°C bis 40°C.The temperature of the culture is usually 20 ° C to 45 ° C, and preferably 25 ° C to 40 ° C.

Die Aufreinigung des/der C4-Körper(s) oder Folgeprodukten aus der Nährlösung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, wobei es in diesem Zusammenhang weiterhin bevorzugt ist, auch die Herstellung des C4-Körpers durch Fermentation kontinuierlich durchzuführen, so dass der gesamte Prozess von der Herstellung des C4-Körpers bis zur dessen Aufreinigung aus der Fermentationsbrühe kontinuierlich durchgeführt werden kann. Zur kontinuierlichen Aufreinigung des C4-Körpers aus der Fermentationsbrühe wird diese kontinuierlich über eine Vorrichtung zur Abtrennung der bei der Fermentation eingesetzten Mikroorganismen, vorzugsweise über einen Filter mit einer Ausschlussgröße in einem Bereich von 20 bis 200 kDa geführt, in dem eine Fest/Flüssig-Trennung stattfindet. Denkbar ist auch der Einsatz einer Zentrifuge, einer geeigneten Sedimentationsvorrichtung oder eine Kombination dieser Vorrichtungen, wobei es besonders bevorzugt ist, zumindest einen Teil der Mikroorganismen zunächst durch Sedimentation abzutrennen und anschließend die von den Mikroorganismen teilweise befreite Fermentationsbrühe einer Ultrafiltration oder Zentrifugationsvorrichtung zuzuführen.The purification of the C 4 body (s) or secondary products from the nutrient solution is preferably carried out continuously, wherein it is further preferred in this context to carry out the production of the C 4 body by fermentation continuously, so that the entire process of the Production of the C 4 body can be carried out continuously until its purification from the fermentation broth. For the continuous purification of the C 4 body from the fermentation broth, this is continuously passed through a device for separating the microorganisms used in the fermentation, preferably via a filter with an exclusion size in a range of 20 to 200 kDa, in which a solid / liquid Separation takes place. It is also conceivable to use a centrifuge, a suitable sedimentation device or a combination of these devices, wherein it is particularly preferred first to separate off at least part of the microorganisms by sedimentation and then to supply the fermentation broth partially freed of the microorganisms to an ultrafiltration or centrifuging device.

Das hinsichtlich seines C4-Körper-Anteils angereicherte Fermentationserzeugnis wird nach der Abtrennung der Mikroorganismen einer vorzugsweise mehrstufigen Trennanlage zugeführt. In dieser Trennanlage sind mehrere hintereinander geschaltete Trennstufen vorgesehen, aus denen jeweils Rückführleitungen ausmünden, die zum Fermentationstank zurückgeführt sind. Weiterhin führen aus den jeweiligen Trennstufen Ableitungen heraus. Die einzelnen Trennstufen können nach dem Prinzip der Elektrodialyse, der Umkehrosmose, der Ultrafiltration oder der Nanofiltration arbeiten. In der Regel handelt es sich um Membran-Trenneinrichtungen in den einzelnen Trennstufen. Die Auswahl der einzelnen Trennstufen ergibt sich aus Art und Umfang der Gärungsnebenprodukte und Substratreste.The enriched in terms of its C 4 body portion fermentation product is fed after separation of the microorganisms of a preferably multi-stage separation plant. In this separation plant a plurality of series-connected separation stages are provided, from which each return lines lead, which are returned to the fermentation tank. Furthermore lead out of the respective separation stages derivatives. The individual separation stages can work according to the principle of electrodialysis, reverse osmosis, ultrafiltration or nanofiltration. As a rule, these are membrane separation devices in the individual separation stages. The selection of the individual separation stages results from the nature and extent of the fermentation by-products and substrate residues.

Neben der Abtrennung des C4-Körpers mittels Elektrodialyse, Umkehrosmose, Ultrafiltration oder Nanofiltration, in deren Verlauf als Endprodukt eine wässrige C4-Körper-Lösung erhalten wird, kann der C4-Körper auch durch Extraktionsverfahren aus der von Mikroorganismen befreiten Fermentationslösung abgetrennt werden, wobei in diesem Fall letztendlich der reine C4-Körper erhalten werden kann. Zur Abtrennung einer C4-Carbonsäure durch Extraktion können der Fermentationslösung beispielsweise Ammoniumverbindungen oder Amine zugesetzt werden, um ein Ammoniumsalz der C4-Carbonsäure zu bilden. Dieses Ammoniumsalz kann dann aus der Fermentationslösung abgetrennt werden, in dem ein organisches Extraktionsmittel zugesetzt und die so erhaltene Mischung anschließend erhitzt wird, wodurch das Ammoniumsalz sich in der organischen Phase anreichert. Aus dieser Phase kann die C4-Carbonsäure dann unter Erhalt der reinen C4-Carbonsäure beispielsweise durch weitere Extraktionsschritte isoliert werden. Genauere Einzelheiten bezüglich dieses Trennverfahrens sind der WO-A-02/090312 zu entnehmen, deren Offenbarungsgehalt hiermit als Referenz eingeführt wird und einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung bildet.In addition to the removal of the C 4 body by means of electrodialysis, reverse osmosis, ultrafiltration or nanofiltration, in the course of which an aqueous C 4 -body solution is obtained, the C 4 body can also be separated by extraction from the freed from microorganisms fermentation solution in which case, ultimately, the pure C 4 body can be obtained. For separation of a C 4 carboxylic acid by extraction, for example, ammonium compounds or amines may be added to the fermentation solution to form an ammonium salt of C 4 carboxylic acid. This ammonium salt can then be separated from the fermentation solution by adding an organic extractant and then heating the resulting mixture, whereby the ammonium salt accumulates in the organic phase. From this phase, the C 4 carboxylic acid can then be isolated to obtain the pure C 4 carboxylic acid, for example by further extraction steps. More details regarding this separation process are the WO-A-02/090312 whose disclosure content is hereby incorporated by reference and forms part of the disclosure of the present application.

Je nach Art und Weise der Abtrennung des C4-Körpers aus der Fermentationslösung wird entweder eine wässrige C4-Körper-Lösung, beinhaltend 2 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 7,5 bis 50 Gew.-% und besonders bevorzugt 10 bis 25 Gew.-% an C4-Körper, oder aber reiner C4-Körper erhalten.Depending on the manner in which the C 4 body is separated from the fermentation solution, either an aqueous C 4 -body solution containing from 2 to 90% by weight, preferably from 7.5 to 50% by weight and more preferably from 10 to 25 wt .-% of C 4 body, or obtained pure C 4 body.

Des Weiteren können die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte C4-Carbonsäuren vor, während oder nach der Aufreinigung noch neutralisiert werden, wobei hierzu Basen wie etwa Kalziumhydroxid oder Natriumhydroxid eingesetzt werden können.Furthermore, the C 4 -carboxylic acids prepared by the process according to the invention can be neutralized before, during or after the purification, it being possible to use bases such as calcium hydroxide or sodium hydroxide for this purpose.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen und den Beispielen enthalten. Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung, wobei die Erfindung nicht auf diese speziellen Ausführungsformen beschränkt ist. Further embodiments of the invention are contained in the claims and the examples. The following examples serve to illustrate the invention, but the invention is not limited to these specific embodiments.

Beispiel 1example 1

Herstellung von E. coli-Expressionsvektoren für die Gene ppc, pck, maeA und maeB aus E. coli sowie pyc aus C. glutamicumProduction of E. coli Expression Vectors for the Genes ppc, pck, maeA and maeB from E. coli and pyc from C. glutamicum

Zur Herstellung von E. coli-Expressionsvektoren für die Gene ppc (SEQ ID NO: 1), pck (SEQ ID NO: 2), maeA (SEQ ID NO: 3) und maeB (SEQ ID NO: 4) aus E. coli sowie pyc aus C. glutamicum (SEQ ID NO: 5) werden diese Gene aus chromosomaler DNA von E. coli MG1655 bzw. C. glutamicum ATCC 13032 per PCR amplifiziert und gleichzeitig über die verwendeten Oligonukleotide eine Schnittstelle stromaufwärts der jeweiligen Ribosomenbindungstelle und eine Schnittstelle stromabwärts des Stopcodons eingeführt. Die Präparation der chromosomalen DNA von E. coli MG1655 bzw. C. glutamicum ATCC 13032 erfolgt mittels DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen, Hilden) gemäß den Angaben des Herstellers. Bei der Amplifikation der Gene ppc, pck, maeA und maeB aus E. coli sowie pyc aus C. glutamicum mit chromosomaler DNA von E. coli MG1655 bzw. C. glutamicum ATCC 13032 als Matrize kommen folgende Oligonukleotide zum Einsatz: E. coil ppc: ppc-fw: 5'-ATA GAG CTC AGG GCT ATC AAA CGA TAA GAT GGG GTG-3' (SEQ ID NO: 6) 5'-ATA CCT GCA GGT TAG CCG GTA TTA CGC ATA CCT GCC G-3' ppc-rv: (SEQ ID NO: 7) E. coli pck: pck-fw: 5'-ATA GGA TCC TTA CTA TTC AGG CAA TAC ATA TTG GCT AAG GA-3' (SEQ ID NO: 8) pck-rv: 5'-ATA CCT GCA GGT CAT TAC AGT TTC GGA CCA GCC GCT AC-3' (SEQ ID NO: 9) E. coli maeA: maeA-fw: 5'-ATA GAG CTC GTG GAT ATT CAA AAA AGA GTG AGT GAC ATG GAA C-3' (SEQ ID NO: 10) maeA-rv: 5'-ATA CCT GCA GGT TAG ATG GAG GTA CGG CGG TAG TCG-3' (SEQ ID NO: 11) E. coli maeB: maeB-fw: 5'-ATA GAG CTC TAC GTG AAA GGA ACA ACC AAA TGG ATG ACC-3' (SEQ ID NO: 12) maeB-rv: 5'-ATA CCT GCA GGT TAC AGC GGT TGG GTT TGC GCT TC-3' (SEQ ID NO: 13) C. glutamicum pyc: pyc-fw: 5'-ATA GAG CTC TGA AAG GAA TAA TTA CTC TAG TGT CGA CTC-3' (SEQ ID NO: 14) pyc-rv: 5'-ATA CCT GCA GGG GTT TAG GAA ACG ACG ACG ATC AAG-3' (SEQ ID NO: 15) For the production of E. coli expression vectors for the genes ppc (SEQ ID NO: 1), pck (SEQ ID NO: 2), mAca (SEQ ID NO: 3) and mAb (SEQ ID NO: 4) from E. coli As well as pyc from C. glutamicum (SEQ ID NO: 5), these genes are amplified from chromosomal DNA of E. coli MG1655 or C. glutamicum ATCC 13032 by PCR and simultaneously via the oligonucleotides used an interface upstream of the respective ribosome binding site and a downstream interface of the stop codon. The preparation of the chromosomal DNA of E. coli MG1655 or C. glutamicum ATCC 13032 is carried out using DNeasy Blood & Tissue Kit (Qiagen, Hilden) according to the manufacturer's instructions. The following oligonucleotides are used in the amplification of the genes ppc, pck, maeA and maeB from E. coli and pyc from C. glutamicum with chromosomal DNA of E. coli MG1655 or C. glutamicum ATCC 13032 as template: E. coil PPC: ppc fw: 5'-ATA GAG CTC AGG GCT ATC AAA CGA TAA GAT GGG GTG-3 '(SEQ ID NO: 6) 5'-ATA CCT GCA GGT TAG CCG GTA TTA CGC ATA CCT GCC G-3 ' ppc rv: (SEQ ID NO: 7) E. coli pck: pck fw: 5'-ATA GGA TCC TTA CTA TTC AGG CAA TAC ATA TTG GCT AAG GA-3 '(SEQ ID NO: 8) pck rv: 5'-ATA CCT GCA GGT CAT TAC AGT TTC GGA CCA GCC GCT AC-3 '(SEQ ID NO: 9) E. coli maeA: maeA-fw: 5'-ATA GAG CTC GTG GAT ATT CAA AAA AGA GTG AGT GAC ATG GAA C-3 '(SEQ ID NO: 10) maeA-rv: 5'-ATA CCT GCA GGT TAG ATG GAG GTA CGG CGG TAG TCG-3 '(SEQ ID NO: 11) E. coli meaB: -fw MAEB: 5'-ATA GAG CTC TAC GTG AAA GGA ACA ACC AAA TGG ATG ACC-3 '(SEQ ID NO: 12) MAEB-rv: 5'-ATA CCT GCA GGT TAC AGC GGT TGG GTT TGC GCT TC-3 '(SEQ ID NO: 13) C. glutamicum pyc: pyc fw: 5'-ATA GAG CTC TGA AAG GAA TAA TTA CTC TAG TGT CGA CTC-3 '(SEQ ID NO: 14) pyc rv: 5'-ATA CCT GCA GGG GTT TAG GAA ACG ACG ACG ATC AAG-3 '(SEQ ID NO: 15)

Folgende Parameter werden für die PCR eingesetzt: 1 ×: initiale Denaturierung, 98°C, 0:30 min; 30 ×: Denaturierung, 98°C, 0:10 min, Annealing, 60°C, 0:30 min; Elongation, 72°C, 3 min; 1 ×: terminale Elongation, 72°C, 10 min. Für die Amplifikation wird der PhusionTM High-Fidelity Master Mix von New England Biolabs (Frankfurt) entsprechend den Empfehlungen des Herstellers verwendet. Jeweils 10 μl der PCR-Reaktionen werden anschließend auf einem 0,8%igen Agarosegel aufgetrennt. Die Durchführung der PCR, der Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA und Bestimmung der PCR-Fragmentgrößen erfolgt in dem Fachmann bekannter Art und Weise.The following parameters are used for the PCR: 1 ×: initial denaturation, 98 ° C., 0:30 min; 30x: denaturation, 98 ° C, 0:10 min, annealing, 60 ° C, 0:30 min; Elongation, 72 ° C, 3 min; 1 ×: terminal elongation, 72 ° C, 10 min. For amplification, the Phusion High-Fidelity Master Mix from New England Biolabs (Frankfurt) is used according to the manufacturer's recommendations. Each 10 .mu.l of the PCR reactions are then separated on a 0.8% agarose gel. The carrying out of the PCR, the agarose gel electrophoresis, ethidium bromide staining of the DNA and determination of the PCR fragment sizes are carried out in a manner known to the person skilled in the art.

In allen Fällen können PCR-Fragmente der erwarteten Größe amplifiziert werden. Diese beträgt für ppc 2710 bp, für pck 1686 bp, für maeA 1745 bp, für maeB 3220 bp und für pyc 3466 bp. Die PCR-Produkte werden mit SacI und SbfI (ppc, maeA, maeB und pyc) bzw. BamHI und SbfI (pck) entsprechend den Empfehlungen des Herstellers der Restriktiosendonukleasen (New England Biolabs; Bad Schwalbach) verdaut und in den mit SacI und SbfI (ppc, maeA, maeB und pyc) bzw. BamHI und SbfI (pck) geschnittenen Vektor pEC-XC99E (SEQ ID NO: 16) ligiert. pEC-XC99E ist ein E. coli-C. glutamicum-Shuttle-Vektor, der in beiden Organismen Chloramphenicol-Resistenz vermittelt sowie einen ColE1-Replikationsursprung (hohe Kopiezahl: > 500 Kopien pro E. coli-Zelle) und einen synthetischen trc-Promotor ohne Ribosomenbindungstelle trägt. Ligation sowie Transformation chemisch kompetenter E. coli DH5-Zellen (Gibco-BRL, Karlsruhe) erfolgen in dem Fachmann bekannter Art und Weise.In all cases, PCR fragments of the expected size can be amplified. For ppc this is 2710 bp, for pck 1686 bp, for maeA 1745 bp, for maeB 3220 bp and for pyc 3466 bp. The PCR products are digested with SacI and SbfI (ppc, maeA, maeB and pyc) or BamHI and SbfI (pck) according to the recommendations of the manufacturer of the Restrictiosendonukleasen (New England Biolabs, Bad Schwalbach) and in the SacI and SbfI ( ppc, maeA, maeB and pyc) and BamHI and SbfI (pck) cut vector pEC-XC99E (SEQ ID NO: 16). pEC-XC99E is an E. coli C. glutamicum shuttle vector, which mediates chloramphenicol resistance in both organisms and carries a ColE1 origin of replication (high copy number:> 500 copies per E. coli cell) and a synthetic trc promoter without ribosome binding site. Ligation and transformation of chemically competent E. coli DH5 cells (Gibco-BRL, Karlsruhe) are carried out in a manner known to the person skilled in the art.

Die korrekte Insertion der ppc-, pck-, maeA-, maeB- bzw. pyc-Fragmente wird durch eine Restriktion mit SacI und SbfI (ppc, maeA, maeB und pyc) bzw. BamHI und SbfI (pck) überprüft. Die Authentizität der inserierten Fragmente wird durch DNA-Sequenzierung überprüft. Die fertiggestellten E. coli-Expressionsvektoren werden als pEC-XC99E-ppc (SEQ ID NO: 17), pEC-XC99E-pck (SEQ ID NO: 18), pEC-XC99E-maeA (SEQ ID NO: 19), pEC-XC99E-maeB (SEQ ID NO: 20) und pEC-XC99E-pyc (SEQ ID NO: 21) bezeichnet.The correct insertion of the ppc, pck, maeA, maeB or pyc fragments is checked by a restriction with SacI and SbfI (ppc, maeA, maeB and pyc) or BamHI and SbfI (pck). The authenticity of the inserted fragments is checked by DNA sequencing. The completed E. coli expression vectors are identified as pEC-XC99E-ppc (SEQ ID NO: 17), pEC-XC99E-pck (SEQ ID NO: 18), pEC-XC99E-maeA (SEQ ID NO: 19), pEC- XC99E-maeB (SEQ ID NO: 20) and pEC-XC99E-pyc (SEQ ID NO: 21).

Beispiel 2Example 2

Herstellung von E. coli-Expressionsvektoren für die Loci cscA-cscKB aus E. coli sowie scrK-scrYAB aus pUR400Production of E. coli expression vectors for the loci cscA-cscKB from E. coli and scrK-scrYAB from pUR400

Zur Herstellung von E. coli-Expressionsvektoren für die Loci cscA-cscKB aus E. coli DSM 1116 (SEQ ID NO: 22) sowie scrK-scrYAB aus pUR400 (SEQ ID NO: 23) werden diese aus chromosomaler DNA von E. coli DSM 1116 bzw. Gesamt-DNA von E. coli-K12 (pUR400) per PCR amplifiziert und gleichzeitig über die verwendeten Oligonukleotide je eine Restriktionsschnittstelle am 5'- bzw. 3'-Ende eingeführt. Die Präparation der chromosomalen DNA aus E. coli DSM 1116 bzw. Gesamt-DNA aus E. coli-K12 (pUR400) erfolgt mittels DNeasy Blond & Tissue Kit (Qiagen, Hilden) gemäß den Angaben des Herstellers Bei der Amplifikation der Loci cscA-cscKB aus chromosomaler DNA von E. coli DSM 1116 bzw. von scrK-scrYAB aus Gesamt-DNA von E. coli-K12 (pUR400) als Matrize kommen folgende Oligonukleotide zum Einsatz: E. coli cscA-cscKB: csc-fw: 5'-ATA CAT ATG TTA TTA ACC CAG TAG CCA GAG TGC TCC AT GT-3' (SEQ ID NO: 24) csc-rv: 5'-ATA CTC GAG CTA CTA TAT TGC TGA AGG TAC AGG CGT TTC C-3' (SEQ ID NO: 25) E. coli scrK-scrYAB: scr-fw: 5'-ATA CCA TGG TCC GCC AGT TCA TCC GGG AAC GG-3' (SEQ ID NO: 26) scr-rv: 5'-ATA GCG GCC GCT TAT TCT ACC ATG CAA GTT CGC AGC-3' (SEQ ID NO: 27) For the production of E. coli expression vectors for the loci cscA-cscKB from E. coli DSM 1116 (SEQ ID NO: 22) and scrK-scrYAB from pUR400 (SEQ ID NO: 23), these are obtained from chromosomal DNA of E. coli DSM 1116 or total DNA of E. coli K12 (pUR400) amplified by PCR and introduced simultaneously via the oligonucleotides used each a restriction site at the 5 'or 3' end. The preparation of the chromosomal DNA from E. coli DSM 1116 or total DNA from E. coli K12 (pUR400) is carried out using DNeasy Blonde & Tissue Kit (Qiagen, Hilden) according to the manufacturer's instructions in the amplification of the loci cscA-cscKB from chromosomal DNA of E. coli DSM 1116 or of scrK-scrYAB from total DNA of E. coli K12 (pUR400) as template, the following oligonucleotides are used: E. coli cscA-cscKB: csc-fw: 5'-ATA CAT ATG TTA TTA ACC CAG TAG CCA GAG TGC TCC AT GT-3 '(SEQ ID NO: 24) csc rv: 5'-ATA CTC GAG CTA CTA TAT TGC TGA AGG TAC AGG CGT TTC C-3 '(SEQ ID NO: 25) E. coli scrK-scrYAB: scr-fw: 5'-ATA CCA TGG TCC GCC AGT TCA TCC GGG AAC GG-3 '(SEQ ID NO: 26) scr-rv: 5'-ATA GCG GCC GCT TAT TCT ACC ATG CAA GTT CGC AGC-3 '(SEQ ID NO: 27)

Folgende Parameter werden für die PCR eingesetzt: 1 ×: initiale Denaturierung, 98°C, 0:30 min; 30 ×: Denaturierung, 98°C, 0:10 min, Annealing, 60°C, 0:30 min; Elongation, 72°C, 5 min; 1 ×: terminale Elongation, 72°C, 10 min. Für die Amplifikation wird der PhusionTM High-Fidelity Master Mix von New England Biolabs (Frankfurt) entsprechend den Empfehlungen des Herstellers verwendet. Jeweils 10 μl der PCR-Reaktionen werden anschließend auf einem 0,8%igen Agarosegel aufgtrennt. Die Durchführung der PCR, der Agarosegel-Elektrophorese, Ethidiumbromidfärbung der DNA und Bestimmung der PCR-Fragmentgrößen erfolgen in dem Fachmann bekannter Art und Weise.The following parameters are used for the PCR: 1 ×: initial denaturation, 98 ° C., 0:30 min; 30x: denaturation, 98 ° C, 0:10 min, annealing, 60 ° C, 0:30 min; Elongation, 72 ° C, 5 min; 1 ×: terminal elongation, 72 ° C, 10 min. For amplification, the Phusion High-Fidelity Master Mix from New England Biolabs (Frankfurt) is used according to the manufacturer's recommendations. Each 10 .mu.l of the PCR reactions are then aufgtrennt on a 0.8% agarose gel. The carrying out of the PCR, agarose gel electrophoresis, ethidium bromide staining of the DNA and determination of the PCR fragment sizes are carried out in a manner known to the person skilled in the art.

In beiden Fällen können PCR-Fragmente der erwarteten Größe amplifiziert werden. Diese beträgt für cscA-cscKB 3907 bp und für scrK-scrYAB 5800 bp. Die PCR-Produkte werden mit NcoI- und NotI (scrK-scrYAB) bzw. NdeI und XhoI (cscA-cscKB) entsprechend den Empfehlungen des Herstellers der Restriktiosendonukleasen (New England Biolabs; Bad Schwalbach) verdaut und in den NcoI- und NotI (scrK-scrYAB) bzw. NdeI und XhoI (cscA-cscKB) geschnittenen Vektor pCOLADuet-1 (SEQ ID NO: 28; Merck Biosciences; Nottigham, UK) ligiert. pCOLADuet-1 ist ein E. coli-Vektor mit niedriger Kopiezahl (20–40 Kopien pro Zelle), der Kanamycin-Resistenz vermittelt sowie einen ColA-Replikationsursprung trägt. Ligation sowie Transformation chemisch kompetenter E. coli DH5-Zellen (Gibco-BRL, Karlsruhe) erfolgen in dem Fachmann bekannter Art und Weise.In both cases, PCR fragments of the expected size can be amplified. This is 3907 bp for cscA-cscKB and 5800 bp for scrK-scrYAB. The PCR products are digested with NcoI and NotI (scrK-scrYAB) or NdeI and XhoI (cscA-cscKB) according to the recommendations of the manufacturer of the Restrictiosendonucleases (New England Biolabs, Bad Schwalbach) and in the NcoI and NotI (scrK -scrYAB) or NdeI and XhoI (cscA-cscKB) cut vector pCOLADuet-1 (SEQ ID NO: 28, Merck Biosciences, Nottigham, UK). pCOLADuet-1 is a low copy number (20-40 copies per cell) E. coli vector that mediates kanamycin resistance and carries a ColA origin of replication. Ligation and transformation of chemically competent E. coli DH5 cells (Gibco-BRL, Karlsruhe) are carried out in a manner known to the person skilled in the art.

Die korrekte Insertion der cscA-cscKB- und scrK-scrYAB-Fragmente wird durch eine Restriktion mit NcoI- und NotI (scrK-scrYAB) bzw. NdeI und XhoI (cscA-cscKB) überprüft. Die Authentizität der inserierten Fragmente wird durch DNA-Sequenzierung überprüft. Die fertiggestellten E. coli-Expressionsvektoren werden als pCOLA-csc (SEQ ID NO: 29) bzw. pCOLA-scr (SEQ ID NO: 30) bezeichnet.The correct insertion of the cscA-cscKB and scrK-scrYAB fragments is checked by restriction with NcoI and NotI (scrK-scrYAB) or NdeI and XhoI (cscA-cscKB). The authenticity of the inserted fragments is checked by DNA sequencing. The completed E. coli expression vectors are designated pCOLA-csc (SEQ ID NO: 29) and pCOLA-scr (SEQ ID NO: 30), respectively.

Beispiel 3Example 3

Chromatographische Quantifizierung von Edukten und ProduktenChromatographic quantification of educts and products

Die chromatographische Quantifizierung von Saccharose erfolgt auf folgende Art und Weise: Die Quantifizierung von Saccharose wird mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatografie durchgeführt. Für die Trennung von Zuckern wird eine Anionenaustauscher-Säule mit Aminophase, 5 μm Partikelgröße und den Maßen 250 × 4,6 mm (Waters Spherisorb NH2; Waters, Eschborn) verwendet. Die mobile Phase besteht aus einem Gemisch aus Acetonitril (56% v/v), Aceton (26% v/v) und Wasser (16% v/v). Die Proben werden sterilfiltriert und unverdünnt vermessen. Das Injektionsvolumen beträgt 10 μL, der Durchfluss der mobilen Phase 2 mL/min und die Säulentemperatur 30°C. Saccharose wird mittels Brechungsindex-Detektor (Agilent 1200 Series RID; Agilent Technologies, Böblingen) quantifiziert. Die Referenzsubstanz (Sigma-Aldrich, Steinheim) wird in Wasser gelöst Vermessen. Dabei liegt bis zu einer Konzentration von 100 g/L eine lineare Abhängigkeit zwischen der Peakfläche und der Substanzkonzentration vor. Die Bestimmungsgrenze liegt für Saccharose bei 1 g/L.The chromatographic quantification of sucrose is carried out in the following manner: The quantification of sucrose is carried out by means of high-performance liquid chromatography. For the separation of sugars, an aminophase anion exchange column 5 μm in particle size and 250 × 4.6 mm (Waters Spherisorb NH2, Waters, Eschborn) is used. The mobile phase consists of a mixture of acetonitrile (56% v / v), acetone (26% v / v) and water (16% v / v). The samples are sterile filtered and measured undiluted. The injection volume is 10 μL, the mobile phase flow 2 mL / min and the column temperature 30 ° C. Sucrose is quantified by refractive index detector (Agilent 1200 Series RID, Agilent Technologies, Boeblingen). The reference substance (Sigma-Aldrich, Steinheim) is dissolved in water. There is a linear dependence between the peak area and the substance concentration up to a concentration of 100 g / L. The limit of quantification for sucrose is 1 g / L.

Die chromatographische Quantifizierung von Succinat, Acetat, Lactat, Formiat und Ethanol erfolgte auf folgende Art und Weise: Die Trennung der organischen Säuren und Ethanol wird mit Hilfe der Hochleistungsflüssigkeitschromatografie durchgeführt. Dabei findet die Ionenausschluss-Säule Aminex® HPX 87H mit den Maßen 300 mm × 7,8 mm (Bio Rad Laboratories, München) als stationäre Phase Verwendung. Als mobile Phase wird 10 mM Schwefelsäure eingesetzt. Die Säulentemperatur beträgt 40°C, der Durchfluss 0,6 ml/min. Die Probe wird mit 0,5 M Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 4 bis 5 angesäuert und mit einem Volumen von 20 μL in die Säule injiziert. Die Detektion erfolgt mittels Diodenarraydetektor (Agilent 1200 Series DAD, Agilent Technologies, Böblingen) bei einer Wellenlänge von 190 bis 400 nm sowie Brechungsindex-Detektor (Agilent 1200 Series RID, Agilent Technologies, Böblingen). Die Referenzsubstanzen werden in Konzentrationen von 0,1 g/L bis 20 g/L in Wasser gelöst vermessen. Die Bestimmungsgrenzen liegen für Lactat, Acetat, Succinat und Formiat bei 0,8 g/L, Ethanol kann bis zu einer Konzentration von 1 g/L bestimmt werden. Im Bereich von 0,8 g/L bis 20 g/L liegt eine lineare Abhängigkeit der Peakflächen von der Substanzkonzentration vor.The chromatographic quantification of succinate, acetate, lactate, formate and ethanol was carried out in the following manner: The separation of the organic acids and ethanol is carried out by means of high-performance liquid chromatography. Here is the ion-exclusion column Aminex ® HPX 87H with the dimensions 300 mm × 7.8 mm (Bio Rad Laboratories, Munich) as the stationary phase used. The mobile phase used is 10 mM sulfuric acid. The column temperature is 40 ° C, the flow rate 0.6 ml / min. The sample is acidified to pH 4 to 5 with 0.5 M sulfuric acid and injected into the column at a volume of 20 μL. Detection is performed using a diode array detector (Agilent 1200 Series DAD, Agilent Technologies, Böblingen) at a wavelength of 190 to 400 nm and a refractive index detector (Agilent 1200 Series RID, Agilent Technologies, Böblingen). The reference substances are measured in concentrations of 0.1 g / L to 20 g / L dissolved in water. The limits of determination for lactate, acetate, succinate and formate are 0.8 g / L, ethanol can be determined up to a concentration of 1 g / L. In the range from 0.8 g / L to 20 g / L there is a linear dependence of the peak areas on the substance concentration.

Beispiel 4 Example 4

Produktion von Succinat durch E. coli-Stämme mit Expressionsvektoren für die Gene ppc, pck, maeA und maeB aus E. coli sowie pyc aus C. glutamicum in Kombination mit Expressionsvektoren für die Loci cscA-cscKB aus E. coli sowie scrK-scrYAB aus pUR400Production of succinate by E. coli strains with expression vectors for the genes ppc, pck, maeA and maeB from E. coli and pyc from C. glutamicum in combination with expression vectors for the loci cscA-cscKB from E. coli and scrK-scrYAB pUR400

Zur Erzeugung von E. coli-Stämmen mit Expressionsvektoren für die Gene ppc, pck, maeA und maeB aus E. coli sowie pyc aus C. glutamicum in Kombination mit Expressionsvektoren für die Loci cscA-cscKB aus E. coli sowie scrK-scrYAB aus pUR400 werden kompetente Zellen von E. coli MG1655 hergestellt. Dazu wird der Stamm in Luria-Bertani Bouillon nach Miller (Merck, Darmstadt) als 10 mL-Vorkultur angezogen. Eine 100 mL LB-Bouillon wird mit 2 mL der Vorkultur inokuliert und bei 37°C und 200 U/min im Inkubationsschüttler bis zu einer optischen Dichte (600 nm) von 0,5 kultiviert. Die elektrokompetenten Zellen werden durch Waschen mit einer sterilen 10% (w/v) Glycerinlösung wie folgt hergestellt: Die 100 mL Kultur wird durch 10 minütige Zentrifugation bei 4°C und 5500 × g geerntet und durch Resuspendieren in 10% Glycerinlösung gewaschen. Nach einem weiteren Zentrifugations- und Waschschritt werden die pellettierten E.coli MG1655 Zellen in 0,5 mL 10% Glycerinlösung aufgenommen und in Aliquots von 50 μL bei –80°C bis zur Elektroporation gelagert.For the production of E. coli strains with expression vectors for the genes ppc, pck, maeA and maeB from E. coli and pyc from C. glutamicum in combination with expression vectors for the loci cscA-cscKB from E. coli and scrK-scrYAB from pUR400 Competent cells of E. coli MG1655 are prepared. For this purpose, the strain is grown in Luria-Bertani Bouillon Miller (Merck, Darmstadt) as a 10 mL pre-culture. A 100 mL LB broth is inoculated with 2 mL of preculture and cultured at 37 ° C and 200 rpm in the incubator shaker to an optical density (600 nm) of 0.5. The electrocompetent cells are prepared by washing with a sterile 10% (w / v) glycerol solution as follows: The 100 mL culture is harvested by centrifugation at 4 ° C and 5500 x g for 10 minutes and washed by resuspension in 10% glycerol solution. After another centrifugation and washing step, the pelleted E. coli MG1655 cells are taken up in 0.5 mL of 10% glycerol solution and stored in aliquots of 50 μL at -80 ° C until electroporation.

Diese werden dann sequentiell oder in Kombination mit den Plasmiden pEC-XC99E, pEC-XC99E-ppc, pEC-XC99E-pck, pEC-XC99E-maeA, pEC-XC99E-maeB, pEC-XC99E-pyc, pCOLADuet-1, pCOLA-csc und pCOLA-scr transformiert und auf LB-Platten mit Chloramphenicol (50 μg/ml) und/oder Kanamycin (50 μg/ml) ausplattiert. Transformanten werden durch Plasmidpräparation und analytische Restriktionsanalyse bezüglich Präsenz der authentischen Plasmide überprüft.These are then used sequentially or in combination with the plasmids pEC-XC99E, pEC-XC99E-ppc, pEC-XC99E-pck, pEC-XC99E-maeA, pEC-XC99E-maeB, pEC-XC99E-pyc, pCOLADuet-1, pCOLA- csc and pCOLA-scr and plated on LB plates with chloramphenicol (50 μg / ml) and / or kanamycin (50 μg / ml). Transformants are checked by plasmid preparation and analytical restriction analysis for the presence of the authentic plasmids.

So wurden folgende E. coli-Stämme erzeugt:

  • • E. coli MG1655 (pCOLADuet-1, pEC-XC99E)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-ppc)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-pck)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-maeA)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-maeB)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-pyc)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-ppc)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-pck)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-maeA)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-maeB)
  • • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-pyc)
Thus, the following E. coli strains were generated:
  • E. coli MG1655 (pCOLADuet-1, pEC-XC99E)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-ppc)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-pck)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-maeA)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E maeB)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-csc, pEC-XC99E-pyc)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-ppc)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-pck)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-maeA)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-maeB)
  • E. coli MG1655 (pCOLA-scr, pEC-XC99E-pyc)

Diese Stämme werden im Anschluss verwendet, um ihre Fähigkeit zur Produktion von Succinat unter anaeroben Bedingungen zu analysieren. Dabei wird wie folgt vorgegangen:
Die Stämme werden einem mehrstufigen Kultivierungsprozess unterzogen. Die Vorkultur zur Produktion von Biomasse wird aerob durchgeführt in einem modifizierten M9-Medium, das zusätzlich Hefeextrakt als Komplexbestandteil enthält. Das Medium, bestehend aus 38 mM Dinatriumhydrogenphosphat-Dihydrat (Merck, Darmstadt), 22 mM Kaliumdihydrogenphosphat (Merck, Darmstadt), 8,6 mM Natriumchlorid (Merck, Darmstadt), 18,7 mM Ammoniumchlorid (Merck, Darmstadt), 1% (w/v) Hefeextrakt (Merck, Darmstadt), 2% (w/v) Saccharose (Sigma-Aldrich, Steinheim), 0,1 mM Calciumchlorid-Dihydrat (Sigma-Aldrich, Steinheim), 1 mM Magnesiumsulfat-Heptahydrat (Merck, Darmstadt), 200 mM MOPS (3-(N-Morpholino)-Propansulfonsäure, Sigma-Aldrich, Steinheim) und 1% (v/v) MEM Vitaminlösung (Sigma-Aldrich, Steinheim), wird mit Natriumhydroxid auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt und zu 10 mL mit Chloramphenicol (50 μg/mL) und/oder Kanamycin (50 μg/mL) in einen 100 mL Erlenmeyerkolben mit Schikane vorgelegt und mit einer Einzelkolonie des zu untersuchenden Stammes inokuliert. Die Kultivierung erfolgt bei 37°C und 250 U/min in einem Inkubationsschüttler. Nach einer Kultivierungsdauer von 8 Stunden werden 200 mL modifiziertes M9-Medium mit 0,2 mg/L Biotin und 0,5 mM IPTG in einem 1000 mL-Erlenmeyerkolben mit Schikane mit der Vorkultur inokultiert, so dass eine optische Dichte (600 nm) von 0,2 erreicht wird. Nach einer Kultivierungsdauer von mindestens 12 Stunden bei 37°C und 250 U/min wird die Kulturbrühe durch 10 minütige Zentrifugation bei 3300 g und 4°C geerntet. Die sedimentierten Bakterienzellen werden mit steriler 0,9% Natriumchloridlösung gewaschen und anschließend in Medium für die anaerobe Kultivierung aufgenommen. Die anaerobe Hauptkultur erfolgt in modifiziertem M9 Medium ohne Komplexbestandteile (38 mM Dinatriumhydrogenphosphat-Dihydrat, 22 mM Kaliumdihydrogen-phosphat, 8,6 mM Natriumchlorid, 18,7 mM Ammoniumchlorid, 2% (w/v) Saccharose, 0,1 mM Calciumchlorid-Dihydrat, 1 mM Magnesiumsulfat-Heptahydrat, 200 mM MOPS, 1% (v/v) MEM Vitaminlösung, 0,1% (w/v) Natriumhydrogencarbonat, pH 7,0 mit Natriumhydroxid) unter Zusatz von 0,2 mg/L Biotin, 50 g/L Magnesiumcarbonat und 0,5 mM IPTG, sowie 1 mg/L Resazurin als Sauerstoffindikator. 50 mL Medium werden in 100 ml Laborglasflaschen (Schott, Mainz) vorgelegt und mit der Zellsuspension inokuliert, so dass eine optische Dichte (600 nm) von 20 erreicht wird. Die Flaschen werden mit einer Verschlusskappe mit Stopfen gasdicht verschlossen, die Kultivierung erfolgt bei 37°C und 250 U/min im Inkubationsschüttler für eine Dauer von 24 Stunden. Die Anaerobiose stellt sich innerhalb der ersten Stunde der Kultivierung ein und wird anhand der Entfärbung des Resazurin festgestellt. Während der Kultivierung werden Proben von 1 mL steril mit einer Kanüle durch den Stopfen entnommen, die nach Sterilfiltration mittels in Beispiel 3 beschriebener chromatografischer Methoden hinsichtlich ihres Saccharosegehaltes und des Gehaltes organischer Säuren analysiert werden.
These strains are then used to analyze their ability to produce succinate under anaerobic conditions. The procedure is as follows:
The strains undergo a multi-step cultivation process. The preculture for the production of biomass is carried out aerobically in a modified M9 medium which additionally contains yeast extract as complex component. The medium consisting of 38 mM disodium hydrogen phosphate dihydrate (Merck, Darmstadt), 22 mM potassium dihydrogen phosphate (Merck, Darmstadt), 8.6 mM sodium chloride (Merck, Darmstadt), 18.7 mM ammonium chloride (Merck, Darmstadt), 1% ( w / v) yeast extract (Merck, Darmstadt), 2% (w / v) sucrose (Sigma-Aldrich, Steinheim), 0.1 mM calcium chloride dihydrate (Sigma-Aldrich, Steinheim), 1 mM magnesium sulfate heptahydrate (Merck, Darmstadt), 200 mM MOPS (3- (N-morpholino) -propanesulfonic acid, Sigma-Aldrich, Steinheim) and 1% (v / v) MEM vitamin solution (Sigma-Aldrich, Steinheim), with sodium hydroxide to a pH of 7.0 and added to 10 mL of chloramphenicol (50 μg / mL) and / or kanamycin (50 μg / mL) in a 100 mL Erlenmeyer flask with chicane and inoculated with a single colony of the strain to be tested. The cultivation takes place at 37 ° C. and 250 rpm in an incubation shaker. After a culture time of 8 hours, 200 mL of modified M9 medium containing 0.2 mg / L biotin and 0.5 mM IPTG are inoculated with the preculture in a 1000 mL Erlenmeyer flask to give an optical density (600 nm) of 0.2 is reached. After a culture period of at least 12 hours at 37 ° C and 250 rpm, the culture broth is harvested by centrifugation at 3300 g and 4 ° C for 10 minutes. The sedimented bacterial cells are washed with sterile 0.9% sodium chloride solution and then taken up in anaerobic culture medium. The main anaerobic culture is carried out in modified M9 medium without complex components (38 mM disodium hydrogen phosphate dihydrate, 22 mM potassium dihydrogen phosphate, 8.6 mM sodium chloride, 18.7 mM ammonium chloride, 2% (w / v) sucrose, 0.1 mM calcium chloride. Dihydrate, 1mM Magnesium Sulphate Heptahydrate, 200mM MOPS, 1% (v / v) MEM Vitamin Solution, 0.1% (w / v) Sodium bicarbonate, pH 7.0 with sodium hydroxide) with the addition of 0.2 mg / L biotin, 50 g / L magnesium carbonate and 0.5 mM IPTG, and 1 mg / L resazurin as oxygen indicator. 50 ml of medium are placed in 100 ml laboratory glass bottles (Schott, Mainz) and inoculated with the cell suspension so that an optical density (600 nm) of 20 is achieved. The bottles are sealed gas-tight with a cap with stopper, the cultivation is carried out at 37 ° C and 250 rev / min in incubation shaker for a period of 24 hours. Anaerobiosis occurs within the first hour of cultivation and is detected by decolorization of resazurin. During culture, samples of 1 mL are taken sterile with a cannula through the stopper which, after sterile filtration, is analyzed for its sucrose content and organic acid content by means of chromatographic methods described in Example 3.

Beispiel 5Example 5

Produktion von Succinat durch E. coli-Stämme mit Deletionen in den Genen ack-pta, adhE, ldhA und ygfG, in welchen das Gen ptsG durch den scrK-scrYAB-Locus aus dem Plasmid pUR400 ersetzt wurde und welcher das Gen pyc, kodierend für eine Pyruvatcarboxylase aus Corynebacterium glutamicum, überexprimiert.Production of succinate by E. coli strains with deletions in the genes ack-pta, adhE, ldhA and ygfG, in which the gene ptsG was replaced by the scrK-scrYAB locus from the plasmid pUR400 and which contains the gene pyc, coding for a pyruvate carboxylase from Corynebacterium glutamicum, overexpressed.

Zunächst wurde ein E. coli-Stamm mit Deletionen in den Genen ack-pta (SEQ ID NO: 31), adhE (SEQ ID NO: 32), ldhA (SEQ ID NO: 33) und ygfG (SEQ ID NO: 34) und einem Austausch des ptsG-Gens (SEQ ID NO: 35) durch den scrK-scrYAB-Locus konstruiert. Es wurde der E. coli-Stamm MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB mittels Methoden generiert, die dem Fachmann bekannt sind (z. B. siehe Datsenko KA, Wanner BL. Proc Natl Acad Sci U S A. 2000. 97(12): 6640–5. ). Die DNA-Sequenz der einzelnen Loci nach Deletion bzw. Insertion ist in SEQ ID NO: 36 (ack-pta), SEQ ID NO: 37 (adhE), SEQ ID NO: 38 (ldhA), SEQ ID NO: 39 (ygfG) und SEQ ID NO: 40 (ptsG::scrK-scrYAB) wiedergegeben.First, an E. coli strain with deletions in the genes ack-pta (SEQ ID NO: 31), adhE (SEQ ID NO: 32), ldhA (SEQ ID NO: 33), and ygfG (SEQ ID NO: 34) was prepared. and an exchange of the ptsG gene (SEQ ID NO: 35) with the scrK scrYAB locus. E. coli strain MG1655 ack-pta adhE ldhAggfG ptsG :: scrK-scrYAB was generated by methods known to those of skill in the art (e.g., see Datsenko KA, Wanner BL. Proc Natl Acad Sci USA 2000. 97 (12): 6640-5. ). The DNA sequence of the individual loci after deletion or insertion is shown in SEQ ID NO: 36 (ack-pta), SEQ ID NO: 37 (adhE), SEQ ID NO: 38 (ldhA), SEQ ID NO: 39 (ygfG ) and SEQ ID NO: 40 (ptsG :: scrK-scrYAB).

E. coli MG1655 ack-pta adhE IdhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB wurde im Anschluss analog zu Beispiel 4 mit den Plasmiden pEC-XC99E und pEC-XC99E-pyc transformiert.E. coli MG1655 ack-pta adhE IdhA ygfG ptsG :: scrK-scrYAB was subsequently transformed analogously to Example 4 with the plasmids pEC-XC99E and pEC-XC99E-pyc.

Die E. coli-Stämme MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB (pEC-XC99E) und ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB (pEC-XC99E-pyc) wurden daraufhin analog zu Beispiel 4 kultiviert und die Konzentration von Saccharose, Succinat und Nebenprodukten analog zu Beispiel 3 quantifiziert. Die Ergebnisse sind in Tab. 1 und 2 dargestellt. Tab. 1. Produktion von Succinat mit E. coli MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB (pEC-XC99E). Angegeben sind die Konzentration von Succinat und Nebenprodukten sowie die Produktausbeute (YP/S) und die durchschnittliche Raum-Zeit-Ausbeute (RZA) in den ersten 24 Stunden. Ethanol, Lactat, Pyruvat und Formiat konnten nicht nachgewiesen werden. t [h] cSaccharose [g/l] cSuccinat [g/l] cAcetat [g/l] YP/S [g/g] RZA [g·l–1·h–1] 0 20 0 0 0 0 24 9 3,8 1,2 0,19 0,16 Tab. 2. Produktion von Succinat mit E. coli MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG::scrK-scrYAB (pEC-XC99E-pyc). Angegeben sind die Konzentration von Succinat und den Nebenprodukten Acetat, Ethanol, Lactat und Formiat sowie die Produktausbeute (YP/S) und die durchschnittliche Raum-Zeit-Ausbeute (RZA) in den ersten 24 Stunden. Ethanol, Lactat, Pyruvat und Formiat konnten nicht nachgewiesen werden. t [h] cSaccharose [g/l] cSuccinat [g/l] cAcetat [g/l] YP/S [g/g] RZA [g·l–1·h–1] 0 20 0 0 0 0 24 0 15 1,1 0,75 0,6 The E. coli strains MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG :: scrK-scrYAB (pEC-XC99E) and ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG :: scrK-scrYAB (pEC-XC99E-pyc) were then analogously to Example 4 cultured and quantified the concentration of sucrose, succinate and by-products analogously to Example 3. The results are shown in Tab. 1 and 2. Table 1. Production of succinate with E. coli MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG :: scrK-scrYAB (pEC-XC99E). Indicated are the concentration of succinate and by-products as well as the product yield (Y P / S ) and the average space-time yield (RZA) in the first 24 hours. Ethanol, lactate, pyruvate and formate could not be detected. t [h] c sucrose [g / l] c succinate [g / l] c acetate [g / l] Y P / S [g / g] RZA [g · l -1 · h -1 ] 0 20 0 0 0 0 24 9 3.8 1.2 0.19 0.16 Table 2. Production of succinate with E. coli MG1655 ack-pta adhE ldhA ygfG ptsG :: scrK-scrYAB (pEC-XC99E-pyc). Indicated are the concentration of succinate and the by-products acetate, ethanol, lactate and formate as well as the product yield (Y P / S ) and the average space-time yield (RZA) in the first 24 hours. Ethanol, lactate, pyruvate and formate could not be detected. t [h] c sucrose [g / l] c succinate [g / l] c acetate [g / l] Y P / S [g / g] RZA [g · l -1 · h -1 ] 0 20 0 0 0 0 24 0 15 1.1 0.75 0.6

Der Offenbarungsgehalt aller hierin zitierter Dokumente ist in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen und bildet einen Teil der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung.The disclosure of all documents cited herein is incorporated by reference in its entirety and forms a part of the disclosure of the present application.

Die Erfindung wird hierin durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben, ist aber nicht auf diese beschränkt. Insbesondere ist für den Fachmann ohne Weiteres ersichtlich, dass verschiedene Änderungen an der beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung, wie er durch die angefügten Patentansprüche bestimmt wird, abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird somit durch die Patentansprüche bestimmt und es ist beabsichtigt, dass die Erfindung alle Modifikationen und Änderungen, die in den Deutungs- und Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, umfasst.The invention is described herein by reference to certain embodiments, but is not limited thereto. In particular, it will be readily apparent to those skilled in the art that various changes may be made in the invention described without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The scope of The invention is thus defined by the claims and it is intended that the invention encompass all modifications and changes that fall within the scope of the invention.

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Claims (51)

Rekombinante Zelle, welche gegenüber ihrem Wildtyp derart gentechnisch verändert wurde, dass sie aus Saccharose und Kohlendioxid als Kohlenstoffquellen im Vergleich zu ihrem Wildtyp mehr C4-Körper und/oder mehr über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen zu bilden vermag.Recombinant cell which has been altered in such genetically compared to its wild type that it is able to form a result Compounds prepared via this C 4 -body of sucrose and carbon dioxide as the carbon sources as compared to its wild type more C 4 -body and / or more. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 1, wobei die C4-Körper ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Succinat, Malst, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Buten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3-Hydroxybutyrolacton, 4-Hydroxybutyrolacton, 1-Butanol, 2-Butanol, tert-Butanol, Isobutanol, 2-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 4-Hydroxybuttersäure, 2-Hydroxyisobuttersäure und 3-Hydroxyisobuttersäure.The recombinant cell of claim 1, wherein the C 4 bodies are selected from the group consisting of succinate, malate, fumarate, oxaloacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4-bionell, hydroxysuccinate, epoxy -γ-butyrolactone, butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, butene, n-butene, cis-2-butene, trans-2 Butene, isobutene, butadiene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, 3-hydroxybutyrolactone, 4-hydroxybutyrolactone, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, isobutanol, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4 Hydroxybutyric acid, 2-hydroxyisobutyric acid and 3-hydroxyisobutyric acid. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei die C4-Körper ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Malst, Oxalacetat und die über diese C4-Körper hergestellte Folgeverbindungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus durch enzymatische oder chemische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen.The recombinant cell according to claim 1 or 2, wherein the C 4 bodies are selected from the group consisting of: Malst, oxaloacetate and the derivatives produced via these C 4 bodies are selected from the group consisting of enzymatic or chemical synthesis via Malst or oxaloacetate produced by followers. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 3, wobei die durch enzymatische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2- und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure, 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure, Methionin und Lysin.The recombinant cell according to claim 3, wherein the secondary compounds produced by enzymatic synthesis via malate or oxaloacetate are selected from the group consisting of: aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2- and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid, 2- and 3-hydroxyisobutyric acid, methionine and lysine. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei es sich bei der Zelle um eine mikrobielle Zelle handelt.The recombinant cell of any one of claims 1 to 4, wherein the cell is a microbial cell. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei es sich bei der mikrobiellen Zelle um eine Escherichia coli, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli, Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Methylobacterium extorquens, Ralstonia eutropha, Saccharomyces cerevisiae, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Clostridium acetobutylicum, Clostridium saccharoperbutylacetonicum, Clostridium beijerinckii, Rhodospirillum rubrum, Burkholderia thailandensis oder Pseudomonas putida Zelle handelt.The recombinant cell according to any one of claims 1 to 5, wherein the microbial cell is Escherichia coli, Alcaligenes latus, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum, Escherichia coli, Basfia succiniciproducens, Wollinella succinogenes, Fibrobacter succinogenes , Ruminococcus flavefaciens, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Corynebacterium glutamicum, Corynebacterium efficiens, Zymonomas mobilis, Methylobacterium extorquens, Ralstonia eutropha, Saccharomyces cerevisiae, Rhodobacter sphaeroides, Paracoccus versutus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter calcoaceticus, Clostridium acetobutylicum, saccharoperbutylacetonicum Clostridium, Clostridium beijerinckii, Rhodospirillum rubrum, Burkholderia thailandensis or Pseudomonas putida cell. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Zelle im Vergleich zu ihrem Wildtyp mehr Saccharose aufnehmen kann.The recombinant cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the cell can take up more sucrose compared to its wild-type. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zelle im Vergleich zu ihrem Wildtyp mehr Kohlendioxid fixieren kann.The recombinant cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the cell can fix more carbon dioxide compared to its wild type. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zelle eine im Vergleich zu Ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms aufweist, das den Transport von Saccharose in die Zelle katalysiert.The recombinant cell of any one of claims 1 to 8, wherein the cell has an increased activity of at least one enzyme that catalyzes the transport of sucrose into the cell compared to its wild-type. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Enzym ein Enzym E1 umfasst, das den Transport von Saccharose in die Zelle und die Umsetzung zu Saccharose-6-Phosphat katalysiert.The recombinant cell of claim 9, wherein the at least one enzyme comprises an enzyme E1 which catalyzes the transport of sucrose into the cell and the conversion to sucrose-6-phosphate. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 10, wobei das Enzym E1 ein Phosphoenolpyruvat(PEP)-abhängiges Phosphotransferase-System (PTS) Enzym II (Saccharose-spezifisch) (EC 2.7.1.69; TCDB Klassifikation 4.A.1.2.1, 4.A.1.2.9 oder 4.A.1.2.-) ist.The recombinant cell according to claim 10, wherein the enzyme E1 is a phosphoenolpyruvate (PEP) -dependent phosphotransferase system (PTS) enzyme II (sucrose-specific) (EC 2.7.1.69; TCDB classification 4.A.1.2.1, 4.A .1.2.9 or 4.A.1.2.-). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 10 oder 11, wobei das Enzym E1 von Genen kodiert wird, die aus der Gruppe derer ausgewählt werden, die Genprodukte kodieren, deren Aminosäuresequenz über einen Bereich von mindestens 100 Aminosäuren, zu mindestens 60% zu SEQ ID NO: 58 identisch ist.The recombinant cell of claim 10 or 11, wherein the enzyme E1 is encoded by genes selected from the group of those encoding gene products whose amino acid sequence is over a range of at least 100 amino acids, at least 60% to SEQ ID NO: 58 is identical. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Zelle ferner eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E2, das die Umsetzung von Saccharose-6-Phosphat zu -D-Glukose-6-Phosphat und -D-Fruktose katalysiert; und/oder mindestens eines Enzyms E3, welches die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat katalysiert; und/oder mindestens eines Kanals E4, der diffusions-abhängigen Saccharose-Transport in die Zelle erlaubt, aufweist. The recombinant cell according to at least one of claims 1 to 12, wherein the cell further has an increased activity of at least one enzyme E 2 , which is the conversion of sucrose-6-phosphate to D-glucose-6-phosphate compared to its wild-type. Catalyzes D-fructose; and / or at least one enzyme E 3 , which catalyzes the conversion of D-fructose to D-fructose-6-phosphate; and / or at least one channel E 4 permitting diffusion-dependent sucrose transport into the cell. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 13, wobei das Enzym E2 eine Saccharose-6-Phosphat-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26) ist; und/oder das Enzym E3 eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) ist; und/oder das Enzym E4 ein Saccharose Porin (TCDB Klassifikation 1.B.3.1.2) ist.The recombinant cell of claim 13, wherein the enzyme E 2 is a sucrose-6-phosphate fructohydrolase (EC 3.2.1.26); and / or the enzyme E 3 is a fructokinase (EC 2.7.1.4); and / or the enzyme E 4 is a sucrose porin (TCDB classification 1.B.3.1.2). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 14, wobei E2 durch ein scrB oder susH Gen kodiert wird; und/oder E3 durch ein scrK oder cscK Gen kodiert wird; und/oder E4 durch ein scrY Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 14, wherein E 2 is encoded by a scrB or susH gene; and / or E 3 is encoded by a scrK or cscK gene; and / or E 4 is encoded by a scrY gene. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Enzym einen Kanal E5 umfasst, der Saccharose in die Zelle symportiert.The recombinant cell of claim 9, wherein the at least one enzyme comprises a channel E5 that sorb sucrose into the cell. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 16, wobei der Kanal E5 eine Saccharose-Permease (TCDB Klassifikation 2.A.1.5.3) ist.The recombinant cell of claim 16, wherein the channel E5 is a sucrose permease (TCDB classification 2.A.1.5.3). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 17, wobei der Kanal E5 durch ein cscB Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 17, wherein the E5 channel is encoded by a cscB gene. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei die Zelle ferner eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E6, das die Umsetzung von Saccharose zu -D-Glucose und -D-Fruktose katalysiert; und/oder mindestens eines Enzyms E3, welches die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat katalysiert, aufweist.The recombinant cell of any one of claims 16 to 18, wherein the cell further comprises an increased activity of at least one enzyme E6, which catalyzes the conversion of sucrose to D-glucose and D-fructose compared to its wild-type; and / or at least one enzyme E3 which catalyzes the conversion of D-fructose to D-fructose-6-phosphate. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 19, wobei das Enzym E3 eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) ist; und/oder das Enzym E6 eine -D-Fruktofuranosid-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26) ist.The recombinant cell of claim 19, wherein the enzyme E 3 is a fructokinase (EC 2.7.1.4); and / or the enzyme E 6 is a -D-fructofuranoside fructohydrolase (EC 3.2.1.26). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 20, wobei E3 durch ein scrK oder cscK Gen kodiert wird; und/oder E6 durch ein cscA Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 20, wherein E 3 is encoded by a scrK or cscK gene; and / or E 6 is encoded by a cscA gene. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine Enzym einen Enzymkomplex aus E7, E8 und E9 umfasst, der Saccharose in die Zelle transportiert.The recombinant cell of claim 9, wherein the at least one enzyme comprises an enzyme complex of E7, E8 and E9 which transports sucrose into the cell. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 22, wobei der Enzymkomplex aus E7, E8 und E9 ein Saccharose-spezifischer ABC-Transporter (TCDB Klassifikation 3.A.1.1.-) ist.The recombinant cell of claim 22, wherein the enzyme complex of E7, E8 and E9 is a sucrose-specific ABC transporter (TCDB classification 3.A.1.1.-). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 22 oder 23, wobei E7 durch ein susT1 Gen; und/oder E8 durch ein susT2 Gen; und/oder E9 durch ein susX Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 22 or 23 wherein E 7 is a susT1 gene; and / or E 8 through a susT2 gene; and / or E 9 is encoded by a susX gene. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, wobei die Zelle ferner eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms E10, das die Umsetzung von Saccharose zu Saccharose-6-Phosphat katalysiert; und/oder mindestens eines Enzyms E2, welches die Umsetzung von Saccharose-6-Phosphat zu -D-Glukose-6-Phosphat und -D-Fruktose katalysiert; und/oder mindestens eines Enzyms E3, welches die Umsetzung von -D-Fruktose zu -D-Fruktose-6-Phosphat katalysiert; aufweist.The recombinant cell of any one of claims 22 to 24, wherein the cell further comprises an increased activity of at least one enzyme E10, which catalyzes the conversion of sucrose to sucrose-6-phosphate, compared to its wild-type; and / or at least one enzyme E2 which catalyzes the conversion of sucrose-6-phosphate to D-glucose-6-phosphate and D-fructose; and / or at least one enzyme E3 which catalyzes the conversion of D-fructose to D-fructose-6-phosphate; having. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 25 wobei die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität der Enzyme E10, E2, E3 und E6 aufweist.The recombinant cell of claim 25, wherein the cell has an increased activity of the enzymes E10, E2, E3 and E6 compared to their wild-type. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 26, wobei das Enzym E10 eine Saccharose-Kinase ist; und/oder das Enzym E2 eine Saccharose-6-Phosphat-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26) ist; das Enzym E3 eine Fruktokinase (EC 2.7.1.4) ist und/oder das Enzym E6 -D-Fruktofuranosid-Fruktohydrolase (EC 3.2.1.26) ist.The recombinant cell of claim 26, wherein the enzyme E 10 is a sucrose kinase; and or the enzyme E 2 is a sucrose-6-phosphate fructohydrolase (EC 3.2.1.26); the enzyme E 3 is a fructokinase (EC 2.7.1.4) and / or the enzyme is E 6 -D-fructofuranoside fructohydrolase (EC 3.2.1.26). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 26 oder 27, wobei E10 durch ein Saccharose-Kinase Gen; und/oder E2 durch ein scrB oder susH Gen; E3 durch ein scrK oder cscK Gen und/oder E6 durch ein cscA Gen kodiert wirdThe recombinant cell of claim 26 or 27, wherein E 10 is a sucrose kinase gene; and / or E 2 by a scrB or susH gene; E 3 is encoded by a scrK or cscK gene and / or E 6 by a cscA gene Die rekombinante Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 28, wobei die Zelle eine im Vergleich zu Ihrem Wildtyp gesteigerte Aktivität mindestens eines Enzyms aufweist, das die Fixierung von CO2 an einen C3-Körper katalysiert.The recombinant cell of any one of claims 1 to 28, wherein the cell has an increased activity of at least one enzyme that catalyzes the fixation of CO 2 to a C 3 body compared to its wild-type. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 29, wobei das mindestens eine Enzym, das die Fixierung von CO2 an einen C3-Körper katalysiert, aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus folgenden Enzymen besteht: E12, das die Umsetzung von Pyruvat, ATP und CO2 zu Oxalacetat, ADP und Phosphat katalysiert; E13, das die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat, H2O und CO2 zu Oxalacetat und Phosphat katalysiert; E14, das die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat, ADP/GDP/Pi und CO2 zu Oxalacetat und ATP/GTP/PPi katalysiert; E15, E16, E17 und E18, die die Umsetzung von Pyruvat NAD(P)H+ und CO2 zu Malst und NAD(P)+ katalysieren.The recombinant cell of claim 29, wherein the at least one enzyme that catalyzes the fixation of CO 2 to a C 3 body is selected from the group consisting of the following enzymes: E 12 , which is the reaction of pyruvate, ATP and CO 2 catalyses oxaloacetate, ADP and phosphate; E 13 , which catalyzes the reaction of phosphoenolpyruvate, H 2 O and CO 2 to oxaloacetate and phosphate; E 14 , which catalyzes the reaction of phosphoenolpyruvate, ADP / GDP / P i and CO 2 to oxaloacetate and ATP / GTP / PP i ; E 15 , E 16 , E 17 and E 18 , which catalyze the conversion of pyruvate NAD (P) H + and CO 2 to Malst and NAD (P) + . Die rekombinante Zelle nach Anspruch 30, wobei: E12 eine Pyruvat-Carboxylase (EC 6.4.1.1) ist; E13 eine Phosphoenolpyruvat-Carboxylase (Phosphat:Oxalacetat-Carboxylase) (EC 4.1.1.31) ist; E14 eine Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase (ATP/GTP/PPi:Oxalacetat-Carboxylase) (EC 4.1.1.32, EC 4.1.1.38 oder EC 4.1.1.49) ist; E15 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.38) ist; E16 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.39) ist; E17 eine Malatdehydrogenase ((S)-Malat:NADP+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.40) ist; und/oder E18 eine D-Malatdehydrogenase ((R)-Malat:NAD+ Oxidoreduktase) (EC 1.1.1.83) ist.The recombinant cell of claim 30, wherein: E 12 is a pyruvate carboxylase (EC 6.4.1.1); E 13 is a phosphoenolpyruvate carboxylase (phosphate: oxaloacetate carboxylase) (EC 4.1.1.31); E 14 is a phosphoenolpyruvate carboxykinase (ATP / GTP / PP i : oxaloacetate carboxylase) (EC 4.1.1.32, EC 4.1.1.38 or EC 4.1.1.49); E 15 is a malate dehydrogenase ((S) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.38); E 16 is a malate dehydrogenase ((S) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.39); E 17 is a malate dehydrogenase ((S) -malate: NADP + oxidoreductase) (EC 1.1.1.40); and / or E 18 is a D-malate dehydrogenase ((R) -malate: NAD + oxidoreductase) (EC 1.1.1.83). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 31, wobei: E12 durch ein pyc Gen; E13 durch ein ppc Gen; E14 durch ein pckA Gen; E15 durch ein maeA Gen; E16 durch ein mme1 Gen; E17 durch ein maeB Gen; und/oder E18 durch ein dmlA Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 31, wherein: E 12 is a pyc gene; E 13 by a ppc gene; E 14 by a pckA gene; E 15 by a mouse gene; E 16 by a mme1 gene; E 17 by a mouse gene; and / or E 18 is encoded by a dmlA gene. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei die Zelle ferner eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp erhöhte Aktivität eines Enzym E12, das die Umsetzung von Pyruvat, ATP und CO2 zu Oxalacetat, ADP und Phosphat katalysiert, aufweist.The recombinant cell of any one of claims 13 to 15, wherein the cell further has an increased activity of an enzyme E12, which catalyzes the conversion of pyruvate, ATP and CO 2 to oxaloacetate, ADP and phosphate, compared to its wild-type. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 33, wobei E12 durch ein pyc Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 33, wherein E12 is encoded by a pyc gene. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 34, wobei die Zelle einen im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderten Kohlenstofffluss von Saccharose hin zu Gärungsprodukten, die keine C4-Körper sind, aufweist.The recombinant cell of any one of claims 1 to 34, wherein the cell has a reduced carbon flux from sucrose to its wild type towards fermentation products other than C 4 bodies. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 35, wobei in der Zelle im Vergleich zu ihrem Wildtyp aus Saccharose weniger C1-, C2- und/oder C3-Nebenprodukte erzeugt werden.The recombinant cell of claim 35, wherein less C 1 , C 2 and / or C 3 by- products are produced from sucrose in the cell as compared to its wild-type. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 35 oder 36, wobei der Metabolismus, der Gärungsprodukte erzeugt, reduziert oder unterbrochen ist.The recombinant cell of claim 35 or 36, wherein the metabolism that produces fermentation products is reduced or disrupted. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 35 bis 37, wobei die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderte Aktivität von mindestens einem Enzym aufweist, das aus der Gruppe, die aus den folgenden Enzymen besteht, ausgewählt wird: E 19, E20, E21 und E22, die Komponenten eines glukosespezifischen Phosphoenolpyruvat-Phosphotransferasesystems darstellen und als solche den Import von Glukose und in Summe die Umsetzung von Phosphoenolpyruvat und Glukose zu Pyruvat und Glukose-6-Phosphat katalysieren; E23 und E24, die die Umsetzung von Pyruvat und CoA zu Formiat und Acetyl-CoA katalysieren; E25, das die Umsetzung von Pyruvat, H2O und Ferricytochrom b1 zu Acetat, CO2 und Ferrocytochrom b1 katalysiert; E26, das die Umsetzung von S-Methylmalonyl-CoA zu Propanoyl-CoA und CO2 katalysiert; E27 und E28, die die Umsetzung von Acetyl-Phosphat und ADP/Pi zu Acetat und ATP/PPi katalysieren; E29, das die Umsetzung von Acetyl-CoA und Pi (Orthophosphat) zu Acetyl-Phosphat und CoA katalysiert; E30, das die Umsetzung von Pyruvat und NADH zu D-Lactat und NAD+ katalysiert; E31, das die Umsetzung von Acetyl-CoA zu Acetaldehyd katalysiert; E32, das die Umsetzung von Acetaldehyd zu Ethanol katalysiert; E33, das die Umsetzung von Glyceronphosphat zu Methylglyoxal und Orthophosphat katalysiert; E34, E35 und E36, die einen Komplex bilden, der die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert; E37, das die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert; E38, E39 und E40, die einen Komplex bilden, der die Umsetzung von Formiat zu CO2 katalysiert; E41, das die Umsetzung von Propionyl-CoA, H2O und Oxalacetat zu 2-Methylcitrat und CoA katalysiert; E42, das die Umsetzung von 2-Methylcitrat zu 2-Methyl-cis-Aconitat oder 2-Methyl-trans-Aconitat und H2O katalysiert; E43, das die Umsetzung von 2-Methyl-trans-Aconitat zu 2-Methyl-cis-Aconitat katalysiert; E44, das die Umsetzung von 2-Methyl-cis-Aconitat zu Succinat und Pyruvat katalysiert; E45, das die Umsetzung von Propionyl-Phosphat und ADP zu Propionat und ATP katalysiert; E46, welches die Umsetzung von Propionyl-CoA und Pi zu Propionyl-Phosphat und CoA katalysiert; E47, welches die Umsetzung von Pyruvat zu Acetaldehyd und CO2 katalysiert; E48, welches die Umsetzung von Pyruvat und CoA 2 oxidierten Ferredoxinen zu Acetyl-CoA, CO2, und 2 reduzierten Ferredoxinen und 2H+ katalysiert; E49, welches die Umsetzung von D-Xylulose-5-Phosphat und Phosphat zu Acetylphosphat und D-Glyceraldehyd-3-Phosphate und H2O katalysiert; E50, welches die Umsetzung von (S)-methylmalonyl-CoA und Pyruvat zu Propionyl-CoA und Oxalacetat katalysiert; E51, welches die Umsetzung von (S)-Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA katalysiert; E52, welches die Umsetzung von 2 Pyruvat zu 2-Acetolactat und CO2 katalysiert; E53, welches die Umsetzung von 2-Acetolactat zu Acetoin und CO2 katalysiert; E54, welches die Umsetzung von Acetoin und NAD(P)H+ zu Butan-2,3-diol und NAD(P)+ katalysiert; E55, welches die Umsetzung 2 Acetyl-CoA zu Acetoacetyl-CoA katalysiert; E56, welches die Umsetzung von Acetoacetyl-CoA und NAD(P)H+ zu 3-Hydroxybutyryl-CoA und NAD(P)+ katalysiert; E57, welches die Umsetzung von Crotonyl-CoA und H2O zu 3-Hydroxybutyryl-CoA katalysiert; E58, welches die Umsetzung von Butyraldehyd und NAD(P)H+ zu Butanol und NAD(P)+ katalysiert; E59, welches die Umsetzung von Butyryl-CoA und NAD(P)H+ zu Buryraldehyd und NAD(P)+ katalysiert; E60, welches die Umsetzung von Acetoacetat und H+ zu Aceton und CO2 katalysiert; E61, welches die Umsetzung von Aceton und NAD(P)H+ zu Propanol und NAD(P)+ katalysiert; E62, welches die Umsetzung von Acyl-CoA und Carbonsäure zu Acylat und Carbonsäure-CoA katalysiert; und E63, das die Umsetzung von Pyruvat und NADH zu L-Lactat und NAD+ katalysiert.The recombinant cell according to any one of claims 35 to 37, wherein the cell has a reduced activity of at least one enzyme selected from the group consisting of the following enzymes compared to its wild-type: E 19 , E 20 , E 21 and E 22 , which are components of a glucose-specific phosphoenolpyruvate phosphotransferase system and, as such, catalyze the import of glucose and, in sum, the conversion of phosphoenolpyruvate and glucose to pyruvate and glucose-6-phosphate; E 23 and E 24 , which catalyze the conversion of pyruvate and CoA to formate and acetyl-CoA; E 25 , which catalyzes the reaction of pyruvate, H 2 O and ferricytochrome b 1 to acetate, CO 2 and ferrocytochrome b 1 ; E 26 , which catalyzes the conversion of S-methylmalonyl CoA to propanoyl CoA and CO 2 ; E 27 and E 28 , which catalyze the conversion of acetyl phosphate and ADP / P i to acetate and ATP / PP i ; E 29 , which catalyzes the conversion of acetyl-CoA and P i (orthophosphate) to acetyl phosphate and CoA; E 30 , which catalyzes the conversion of pyruvate and NADH to D-lactate and NAD + ; E 31 , which catalyzes the conversion of acetyl-CoA to acetaldehyde; E 32 , which catalyzes the conversion of acetaldehyde to ethanol; E 33 , which catalyzes the conversion of glycerol phosphate to methylglyoxal and orthophosphate; E 34 , E 35 and E 36 , which form a complex that catalyzes the conversion of formate to CO 2 ; E 37 , which catalyzes the conversion of formate to CO 2 ; E 38 , E 39 and E 40 , which form a complex that catalyzes the conversion of formate to CO 2 ; E 41 , which catalyzes the reaction of propionyl CoA, H 2 O and oxaloacetate to 2-methyl citrate and CoA; E 42 , which catalyzes the conversion of 2-methylcitrate to 2-methyl-cis-aconitate or 2-methyl-trans-aconitate and H 2 O; E 43 , which catalyzes the conversion of 2-methyl trans aconitate to 2-methyl cis aconitate; E 44 , which catalyzes the conversion of 2-methyl cis aconitate to succinate and pyruvate; E 45 , which catalyzes the conversion of propionyl phosphate and ADP to propionate and ATP; E46 , which catalyzes the reaction of propionyl CoA and P i to propionyl phosphate and CoA; E 47 , which catalyzes the conversion of pyruvate to acetaldehyde and CO 2 ; E 48 , which catalyzes the reaction of pyruvate and CoA 2 oxidized ferredoxins to acetyl-CoA, CO 2 , and 2 reduced ferredoxins and 2H + ; E 49 , which catalyzes the reaction of D-xylulose-5-phosphate and phosphate to acetyl phosphate and D-glyceraldehyde-3-phosphates and H 2 O; E 50 , which catalyzes the reaction of (S) -methylmalonyl-CoA and pyruvate to propionyl-CoA and oxaloacetate; E 51 , which catalyzes the reaction of (S) -methylmalonyl-CoA to succinyl-CoA; E 52 , which catalyzes the conversion of 2 pyruvate to 2-acetolactate and CO 2 ; E 53 , which catalyzes the conversion of 2-acetolactate to acetoin and CO 2 ; E 54 , which catalyzes the reaction of acetoin and NAD (P) H + to butane-2,3-diol and NAD (P) + ; E 55 , which catalyzes the reaction of 2 acetyl-CoA to acetoacetyl-CoA; E 56 , which catalyzes the reaction of acetoacetyl-CoA and NAD (P) H + to 3-hydroxybutyryl-CoA and NAD (P) + ; E 57 , which catalyzes the conversion of crotonyl CoA and H 2 O to 3-hydroxybutyryl CoA; E 58 , which catalyzes the reaction of butyraldehyde and NAD (P) H + to butanol and NAD (P) + ; E 59 , which catalyzes the reaction of butyryl-CoA and NAD (P) H + to buryraldehyde and NAD (P) + ; E 60 , which catalyzes the reaction of acetoacetate and H + to acetone and CO 2 ; E 61 , which catalyzes the reaction of acetone and NAD (P) H + to propanol and NAD (P) + ; E 62 , which catalyzes the reaction of acyl-CoA and carboxylic acid to acylate and carboxylic acid CoA; and E 63 , which catalyzes the conversion of pyruvate and NADH to L-lactate and NAD + . Die rekombinante Zelle nach Anspruch 38, wobei: E19 und E20 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym II (EC 2.7.1.69); E21 ein PEP-abhängiges Phosphotransferase-System Enzym I (EC 2.7.3.9); E22 eine Phosphohistidin-Protein(HPr)-Hexose-Phosphotransferase-Komponenente des PEP-abhängigen Phosphotransferase-Systems; E23 und E24 eine Formiat-C-Acetyltransferase (EC 2.3.1.54); E25 eine Pyruvat:Ferricytochrom b1-Oxidoreduktase (EC 1.2.2.2); E26 eine Methylmalonyl-CoA-Decarboxylase (EC 4.1.1.41); E27 eine ATP/PPi:Acetat-Phosphotransferase (EC 2.7.2.1 oder EC 2.7.2.1); E28 eine Propionat-/Acetat-Kinase (EC 2.7.2.15); E29 eine Acetyl-CoA:Phosphat-Acetyltransferase (EC 2.3.1.8); E30 eine D-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.28); E31 eine Acetaldehyd-Dehydrogenase (CoA-acetylierend) (EC 1.2.1.10); E32 eine NAD-abhängige Alkohol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1); E33 eine Glyceronphosphat-Phospholyase (EC 4.2.3.3); E34, E35, E36, E37, E38, E39 und E40 Formatdehydrogenasen (EC 1.2.1.2); E41 eine 2-Methylcitrat Synthase (EC 2.3.3.5); E42 eine 2-Methylcitrat Dehydratase (EC 4.2.1.79 oder EC 4.2.1.117); E43 eine 2-Methylaconitat Isomerase; E44 eine Methylisocitrat Lyase (EC 4.1.3.30); E45 eine Propionatkinase (EC 2.7.2.15); E46 eine Phosphat-Propionyltransferase (EC 2.3.1.8); E47 eine Pyruvatdecarboxylase (EC 4.1.1.1); E48 eine Pyruvat:Ferredoxin Oxidoreduktase (EC 1.2.7.1); E49 eine Phosphoketolase (EC 4.1.2.9); E50 eine Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase (EC 2.1.3.1); E51 eine Methylmalonyl-CoA-Mutase (EC 5.4.99.2); E52 eine Acetolactat-Synthase (EC 2.2.1.6); E53 eine Acetolactat-Decarboxylase (EC 4.1.1.5); E54 eine Butandiol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.4 oder EC 1.1.1.76); E55 eine Thiolase (EC 2.3.1.9); E56 eine 3-Hydroxybutyryl-CoA-Dehydrogenase (EC 1.1.1.157, EC 1.1.1.35, EC 1.1.1.36 oder EC 1.1.1.211); E57 eine Crotonase (EC 4.2.1.17); E58 eine Butanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2); E59 eine Butyraldehyd-Dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 oder EC 1.2.1.5) E60 eine Acetoacetat-Decarboxylase (EC 4.1.1.4); E61 eine Propanol-Dehydrogenase (EC 1.1.1.1 oder EC 1.1.1.2); E62 eine Acyl-CoA:CoA-Transferase (EC 2.8.3.-); und/oder E63 eine L-Lactatdehydrogenase (EC 1.1.1.27) ist.The recombinant cell of claim 38, wherein: E 19 and E 20 are a PEP-dependent phosphotransferase enzyme II (EC 2.7.1.69) system; E 21 a PEP-dependent phosphotransferase system enzyme I (EC 2.7.3.9); E 22 a phosphohistidine protein (HPr) -hexose phosphotransferase component of the PEP-dependent phosphotransferase system; E 23 and E 24 a formate C-acetyltransferase (EC 2.3.1.54); E 25 a pyruvate: ferricytochrome b 1 oxidoreductase (EC 1.2.2.2); E 26 is a methylmalonyl-CoA decarboxylase (EC 4.1.1.41); E 27 an ATP / PP i : acetate phosphotransferase (EC 2.7.2.1 or EC 2.7.2.1); E 28 is a propionate / acetate kinase (EC 2.7.2.15); E 29 an acetyl-CoA: phosphate acetyltransferase (EC 2.3.1.8); E 30 is a D-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.28); E 31 an acetaldehyde dehydrogenase (CoA-acetylating) (EC 1.2.1.10); E 32 is an NAD-dependent alcohol dehydrogenase (EC 1.1.1.1); E 33 is a glycerone phosphate phospholyase (EC 4.2.3.3); E 34 , E 35 , E 36 , E 37 , E 38 , E 39 and E 40 formate dehydrogenases (EC 1.2.1.2); E 41 is a 2-methylcitrate synthase (EC 2.3.3.5); E 42 a 2-methylcitrate dehydratase (EC 4.2.1.79 or EC 4.2.1.117); E 43 is a 2-methylaconitate isomerase; E 44 is a methyl isocitrate lyase (EC 4.1.3.30); E 45 is a propionate kinase (EC 2.7.2.15); E 46 is a phosphate propionyltransferase (EC 2.3.1.8); E 47 a pyruvate decarboxylase (EC 4.1.1.1); E 48 is a pyruvate: ferredoxin oxidoreductase (EC 1.2.7.1); E 49 is a phosphoketolase (EC 4.1.2.9); E 50 is a methylmalonyl-CoA-carboxytransferase (EC 2.1.3.1); E 51 is a methylmalonyl-CoA mutase (EC 5.4.99.2); E 52 an acetolactate synthase (EC 2.2.1.6); E 53 an acetolactate decarboxylase (EC 4.1.1.5); E 54 a butanediol dehydrogenase (EC 1.1.1.4 or EC 1.1.1.76); E 55 a thiolase (EC 2.3.1.9); E 56 is a 3-hydroxybutyryl-CoA dehydrogenase (EC 1.1.1.157, EC 1.1.1.35, EC 1.1.1.36 or EC 1.1.1.211); E 57 a crotonase (EC 4.2.1.17); E 58 is a butanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2); E 59 a butyraldehyde dehydrogenase (EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.4 or EC 1.2.1.5) E 60 an acetoacetate decarboxylase (EC 4.1.1.4); E 61 is a propanol dehydrogenase (EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2); E 62 an acyl-CoA: CoA transferase (EC 2.8.3.-); and / or E 63 is an L-lactate dehydrogenase (EC 1.1.1.27). Die rekombinante Zelle nach Anspruch 40, wobei: E19 durch ein ptsG Gen kodiert wird; E20 durch ein ptsI Gen kodiert wird; E21 durch ein ptsH Gen kodiert wird; E22 durch ein crr Gen kodiert wird; E23 durch ein tdcE Gen kodiert wird; E24 durch ein pflA oder pflB Gen kodiert wird; E25 durch ein poxB Gen kodiert wird; E26 durch ein ygfG Gen kodiert wird; E27 durch ein ackA Gen kodiert wird; E28 durch ein ackA oder tdcD Gen kodiert wird; E29 durch ein pta Gen kodiert wird; E30 durch ein ldhA Gen kodiert wird; E31 durch ein adhE Gen kodiert wird; E32 durch ein adhE Gen kodiert wird; E33 durch ein mgsA Gen kodiert wird; E34 durch ein fdnG Gen kodiert wird; E35 durch ein fdnH Gen kodiert wird; E36 durch ein fdnI Gen kodiert wird; E37 durch ein fdhF Gen kodiert wird; E38 durch ein fdoG Gen kodiert wird; E39 durch ein fdoH Gen kodiert wird; E40 durch ein fdoI Gen kodiert wird; E41 durch ein prpC Gen kodiert wird; E42 durch ein prpD oder acnD Gen kodiert wird; E43 durch ein prpF Gen kodiert wird; E44 durch ein prpB Gen kodiert wird; E45 durch ein tdcD Gen kodiert wird E46 durch ein pta Gen kodiert wird; E47 durch ein pdc Gen kodiert wird; E48 durch ein porA, porB, porC oder porD Gen kodiert wird; E49 durch ein xpk1 oder xpk2 Gen kodiert wird E50 durch ein Methylmalonyl-CoA-Carboxytransferase Gen kodiert wird; E51 durch ein sbm oder ein mcmA und ein mcmB Gen kodiert wird; E52 durch ein alsS, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI oder ilvH Gen kodiert wird; E53 durch ein alsD Gen kodiert wird; E54 durch ein butB Gen kodiert wird; E55 durch ein thl, thlA, thlB oder phaA Gen kodiert wird; E56 durch ein phaB Gen kodiert wird; E57 durch ein crt Gen kodiert wird; E58 durch ein adhE Gen kodiert wird; E59 durch ein adhE, bdhA oder bdhB Gen kodiert wird; E60 durch ein adc Gen kodiert wird; E61 durch ein adh Gen kodiert wird; E62 durch ein ctfA und ein ctfB oder ein atoA und ein atoD Gen kodiert wird; und/oder E63 durch ein ldhL Gen kodiert wird.The recombinant cell of claim 40, wherein: E 19 is encoded by a ptsG gene; E 20 is encoded by a ptsI gene; E 21 is encoded by a ptsH gene; E 22 is encoded by a crr gene; E 23 is encoded by a tdcE gene; E 24 is encoded by a pflA or pflB gene; E 25 is encoded by a poxB gene; E 26 is encoded by a ygfG gene; E 27 is encoded by a ackA gene; E 28 is encoded by an ackA or tdcD gene; E 29 is encoded by a pta gene; E 30 is encoded by an ldhA gene; E is encoded by a gene adhE 31; E 32 is encoded by an adhE gene; E 33 is encoded by a mgsA gene; E 34 is encoded by a fdnG gene; E is encoded by a gene fdnH 35; E 36 is encoded by a fdnI gene; E 37 is encoded by a fdhF gene; E 38 is encoded by a fdoG gene; E 39 is encoded by a fdoH gene; E is encoded by a gene fdoI 40; E 41 is encoded by a prpC gene; E 42 is encoded by a prpD or acnD gene; E 43 is encoded by a prpF gene; E 44 is encoded by a prpB gene; E 45 encoded by a tdcD gene E 46 is encoded by a pta gene; E 47 is encoded by a pdc gene; E 48 is encoded by a porA, porB, porC or porD gene; E 49 is encoded by an xpk1 or xpk2 gene, E 50 is encoded by a methylmalonyl-CoA carboxytransferase gene; E 51 is encoded by a sbm or a mcmA and a mcmB gene; E 52 is encoded by a gene as il, ilvB, ilvM, ilvN, ilvG, ilvI or ilvH gene; E 53 is encoded by a alsD gene; E 54 is encoded by a butB gene; E 55 is encoded by a thl, thlA, thlB or phaA gene; E 56 is encoded by a phaB gene; E 57 is encoded by a crt gene; E 58 is encoded by an adhE gene; E 59 is encoded by an adhE, bdhA or bdhB gene; E 60 is encoded by an adc gene; E 61 is encoded by an adh gene; E 62 is encoded by a ctfA and a ctfB or an atoA and an atoD gene; and / or E 63 is encoded by an ldhL gene. Die rekombinante Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15 oder 33 oder 34, wobei die Zelle eine im Vergleich zu ihrem Wildtyp verminderte Aktivität mindestens eines der Enzyme E19, E20, E21, E22, E23, E24, E25, E26, E27, E28, E29, E30, E31, E32, E33, E45, E46, E47, E48, E49, E50, E55, E56, E57, E58, E59, E60, E61 und E63 aufweist.The recombinant cell according to at least one of claims 13 to 15 or 33 or 34, wherein the cell has a reduced activity compared to its wild type of at least one of the enzymes E19, E20, E21, E22, E23, E24, E25, E26, E27, E28 , E29, E30, E31, E32, E33, E45, E46, E47, E48, E49, E50, E55, E56, E57, E58, E59, E60, E61 and E63. Die rekombinante Zelle nach Anspruch 42, wobei die Enzyme E19, E20, E21, E22, E23, E24, E25, E27, E28, E29, E30, E31, E32, E33, E45, E46, E47, E48, E49, E50, E55, E56, E57, E58, E59, E60, E61 und E63 ptsG, ptsI, ptsH, crr, tdcE, pflA, pflB, poxB, ack, pta, tdcD, ldhA, adhE, mgsA, ygfG, pdc, porA, porB, porC, porD, xpk1, xpk2, thl, thlA, thlB, phaA, phaB, crt, bdhA, bdhB, adc, adh und ldhL sind.The recombinant cell of claim 42, wherein the enzymes E19, E20, E21, E22, E23, E24, E25, E27, E28, E29, E30, E31, E32, E33, E45, E46, E47, E48, E49, E50, E55, E56, E57, E58, E59, E60, E61 and E63 ptsG, ptsI, ptsH, crr, tdcE, pflA, pflB, poxB, ack, pta, tdcD, ldhA, adhE, mgsA, ygfG, pdc, porA, porB , porC, porD, xpk1, xpk2, th1, thlA, thlB, phaA, phaB, crt, bdhA, bdhB, adc, adh and ldhL. Verfahren zur Herstellung einer gentechnisch veränderten Zelle nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 42, umfassend die Erhöhung im Vergleich zum Wildtyp der Aktivität mindestens eines der in den Ansprüchen 9 bis 34 genannten Enzyme in der Zelle.A process for producing a genetically engineered cell according to any one of claims 1 to 42, comprising increasing compared to the wild-type activity of at least one of the enzymes in the cell mentioned in claims 9 to 34. Das Verfahren nach Anspruch 43, ferner umfassend die Verminderung der Aktivität im Vergleich zum Wildtyp mindestens eines der in den Ansprüchen 33 bis 40 genannten Enzyme in der Zelle.The method of claim 43, further comprising reducing the activity as compared to the wild type of at least one of the enzymes in the cell as claimed in claims 33 to 40. Verfahren zur Herstellung mindestens eines C4-Körpers und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellte Folgeverbindung, wobei das Verfahren die Inkubation einer Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 42 mit einem Nährmedium, das Saccharose enthält, unter Bedingungen, die die Herstellung mindestens eines C4-Körpers aus Saccharose und CO2 erlauben, umfasst.A process for producing at least one C 4 -Körpers and / or at least one C 4 -body on this sequence produced compound, said method comprising incubating a cell according to any one of claims 1 to 42 with a nutrient medium containing sucrose, under conditions that the Production of at least one C 4 body of sucrose and CO 2 allow comprises. Das Verfahren nach Anspruch 45, wobei das Medium ferner Kohlendioxid enthält.The method of claim 45, wherein the medium further contains carbon dioxide. Das Verfahren nach Anspruch 45 oder 46, ferner umfassend Isolieren des mindestens einen C4-Körpers und/oder der mindestens einen über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung aus dem Nährmedium.The method of claim 45 or 46, further comprising isolating the at least one C 4 body and / or the at least one subsequent compound prepared from this C 4 body from the nutrient medium. Das Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 45 bis 47, wobei der mindestens eine C4-Körper ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Succinat, Malst, Fumarat, Oxalacetat, Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Pyrrolidon, Acetoin, 4,4-Bionell, Hydroxysuccinat, Epoxy-γ-Butyrolacton, Butensäure, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, Buten, n-Buten, cis-2-Buten, trans-2-Buten, Isobuten, Butadien, 1,2-Butadien, 1,3-Butadien, 3-Hydroxybutyrolacton, 4-Hydroxybutyrolacton, 1-Butanol, 2-Butanol, tert-Butanol, Isobutanol, 2-Hydroxybuttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 4-Hydroxybuttersäure, 2-Hydroxyisobuttersäure und 3-Hydroxyisobuttersäure.The method according to at least one of claims 45 to 47, wherein the at least one C 4 body is selected from the group consisting of succinate, Malst, fumarate, oxalacetate, aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, pyrrolidone, acetoin, 4,4- Bionell, hydroxysuccinate, epoxy-γ-butyrolactone, butenoic acid, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 2,3-butanediol, butene, n-butene, cis-2 Butene, trans-2-butene, isobutene, butadiene, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, 3-hydroxybutyrolactone, 4-hydroxybutyrolactone, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, isobutanol, 2-hydroxybutyric acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxyisobutyric acid and 3-hydroxyisobutyric acid. Das Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 45 bis 48, wobei die C4-Körper ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Malst, Oxalacetat und die über diese C4-Körper hergestellten Folgeverbindungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus durch enzymatische oder chemische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellte Folgeverbindungen.The method of any one of claims 45 to 48, wherein the C 4 bodies are selected from the group consisting of: Malst, oxaloacetate, and the recurrent compounds prepared via these C 4 bodies are selected from the group consisting of by enzymatic or chemical synthesis Follow-up compounds prepared via Malst or oxaloacetate. Das Verfahren nach Anspruch 49, wobei die durch enzymatische Synthese über Malst oder Oxalacetat hergestellten Folgeverbindungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus: Aspartat, Asparagin, Threonin, Tetrahydrofuran, Butyrat, Butandiol, 1,2-Butandiol, 1,3-Butandiol, 1,4-Butandiol, 2,3-Butandiol, 3- und 4-Hydroxybutyrolacton, 1-, 2- und tert-Butanol, Isobutanol, 2-, 3- und 4-Hydroxybuttersäure, 2- und 3-Hydroxyisobuttersäure, Methionin und Lysin.The method of claim 49, wherein the secondary compounds produced by enzymatic synthesis via malic or oxaloacetate are selected from the group consisting of: aspartate, asparagine, threonine, tetrahydrofuran, butyrate, butanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1 , 4-butanediol, 2,3-butanediol, 3- and 4-hydroxybutyrolactone, 1-, 2- and tert-butanol, isobutanol, 2-, 3- and 4-hydroxybutyric acid, 2- and 3-hydroxyisobutyric acid, methionine and lysine , Verwendung einer Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 42 zur mikrobiologischen Herstellung von mindestens einem C4-Körper und/oder mindestens einer über diesen C4-Körper hergestellten Folgeverbindung aus Saccharose und Kohlendioxid. Use of a cell according to one of claims 1 to 42 for the microbiological production of at least one C 4 body and / or at least one sucrose and carbon dioxide secondary compound produced via this C 4 body.
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