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BR112014015077A2 - method for producing a di- or trifunctional alkane - Google Patents

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BR112014015077A2
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Paul S. Pearlman
Changlin Chen
Adriana Botes
Alex Van Eck Conradie
Benjamin D. Herzog
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Invista Technologies S.A.R.L.
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Abstract

  METODO PARA PRODUZIR UM ALCANO DI- OU TRIFUNCIONAL. As concretizações da presente invenção referem-se a métodos para a biossíntese de alcanos C7 di- ou trifuncionais na presença de enzimas isoladas ou na presença de uma célula hospedeira recombinante expressando aquelas enzimas. Os alcanos C7 di- ou trifuncionais são úteis como intermediários na produção e nylon-7, nylon-7,x, nylon-x,7, e poliésteres.  METHOD TO PRODUCE A DI- OR TRIFUNCTIONAL ALKAN. Embodiments of the present invention pertain to methods for the biosynthesis of di- or tri-functional C7 alkanes in the presence of isolated enzymes or in the presence of a recombinant host cell expressing those enzymes. The di- or trifunctional C7 alkanes are useful as production intermediates and nylon-7, nylon-7, x, nylon-x, 7, and polyesters.

Description

“METODO PARA PRODUZIR UM ALCANO DI- OU TRIFUNCIONAL” Campo da invenção“METHOD TO PRODUCE A DI- OR TRIFUNCTIONAL ALKAN” Field of the invention

[001] As concretizações da presente invenção referem-se a métodos para a biossíntese de alcanos C7 di- ou trifuncionais na presença de enzimas isoladas ou na presença de uma célula hospedeira recombinante expressando aquelas enzimas. Os alcanos C7 di- ou trifuncionais são úteis como intermediários na produção e nylon-7, nylon-7,x, nylon-x,7, e poliésteres. Antecedentes da invenção[001] Embodiments of the present invention relate to methods for the biosynthesis of di- or trifunctional C7 alkanes in the presence of isolated enzymes or in the presence of a recombinant host cell expressing those enzymes. The di- or trifunctional C7 alkanes are useful as production intermediates and nylon-7, nylon-7, x, nylon-x, 7, and polyesters. Background of the invention

[002] A promoção de práticas sustentáveis pela indústria química está focada na diminuição de uso de energia, reciclagem de matéria prima, e redução de subprodutos produzidos durante a produção de mercadoria. Entretanto, a indústria química depende, vitalmente, do petróleo e do gás natural como matéria prima básica. Dado o estado da associada otimização com os maiores processos petroquímicos, uma mudança significante no uso e estruturação da produção de matéria prima irá requerer redução da energia, emissões e custos abaixo de seu nível atual. A biotecnologia oferece uma nova abordagem para a produção de intermediários pela indústria química e produtos finais a partir de carboidratos renováveis, tais como açúcares derivados de planta, ou outra matéria prima renovável, tal como ácidos graxos. Adicionalmente, a biotecnologia também oferece um caminho para utilizar resíduos ou correntes de baixo valor, tal como glicerol da produção e biodiesel, ou para transformar matéria-prima derivada de petroquímicos, tais como benzeno, tolueno, e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs) em produtos úteis nos bio-processos que são mais benignos ao meio do que os processos químicos existentes.[002] The promotion of sustainable practices by the chemical industry is focused on reducing energy use, recycling raw materials, and reducing by-products produced during the production of goods. However, the chemical industry depends, vitally, on oil and natural gas as a basic raw material. Given the state of the associated optimization with the largest petrochemical processes, a significant change in the use and structuring of raw material production will require a reduction in energy, emissions and costs below its current level. Biotechnology offers a new approach to the production of intermediates by the chemical industry and final products from renewable carbohydrates, such as sugars derived from plant, or other renewable raw material, such as fatty acids. In addition, biotechnology also offers a way to use low value waste or streams, such as glycerol from production and biodiesel, or to transform raw materials derived from petrochemicals, such as benzene, toluene, and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) into products useful in bioprocesses that are more benign to the environment than existing chemical processes.

[003] As publicações WO 2010/0203600 e WO 2011/031147 são incorporadas por referência em sua íntegra. Existe uma necessidade na técnica para rotas biosintéticas com um custo- efetivo para os intermediários químicos para nylon-7, nylon- 7,Xx, nylon-x,7, e poliésteres e os produtos finais de nylon- 7, nylon-7,x, nylon-x,7, e poliésteres especialmente a partir de uma variedade de matéria prima renovável e não renovável. Sumário da invenção[003] The publications WO 2010/0203600 and WO 2011/031147 are incorporated by reference in their entirety. There is a need in the art for cost-effective biosynthetic routes for chemical intermediates for nylon-7, nylon-7, Xx, nylon-x, 7, and polyesters and the final products of nylon-7, nylon-7, x , nylon-x, 7, and polyesters especially from a variety of renewable and non-renewable raw materials. Summary of the invention

[004] Esta descrição é baseada pelo menos em parte do desenvolvimento —* de sistemas enzimáticos e hospedeiros recombinantes para bio-síntese de alcanos c7 di- ou trifuncionais que são intermediários úteis (monômeros) para produção de nylon-7, nylon-7,x, nylon-x,7, e poliésteres. Em particular, como descrito aqui, os intermediários úteis na produção de nvylon-7, nvylon-7,x, nvylon-x,7, e poliésteres podem ser bio-sinteticamente produzidos a partir de matéria prima renovável, tal como açúcares derivados de planta e glicerol, ou de matéria prima derivada de petroquímicos tais como benzeno ou carboxilatos de ciclohexano. Em algumas concretizações, a produção de alcanos C7 di- ou trifuncionais no final procede através de um intermediário comum, semialdeído de ácido pimélico (também conhecido como 7- oxoheptanoato), embora exista um número de diferentes matérias primas que possam ser utilizadas e um número de caminhos para produzir o semialdeído de ácido pimélico. A figura 1 é uma vista esquemática representante da bio- transformação de semialdeído e ácido pimélico em vários alcanos C7 difuncionais.[004] This description is based at least in part on the development - * of enzyme systems and recombinant hosts for biosynthesis of di- or trifunctional c7 alkanes that are useful intermediates (monomers) for the production of nylon-7, nylon-7, x, nylon-x, 7, and polyesters. In particular, as described here, intermediates useful in the production of nvylon-7, nvylon-7, x, nvylon-x, 7, and polyesters can be bio-synthetically produced from renewable raw materials, such as plant-derived sugars and glycerol, or from raw materials derived from petrochemicals such as benzene or cyclohexane carboxylates. In some embodiments, the production of di- or trifunctional C7 alkanes in the end proceeds through a common intermediate, pyelic acid semialdehyde (also known as 7-oxoheptanoate), although there are a number of different raw materials that can be used and a number of ways to produce pyelic acid semialdehyde. Figure 1 is a schematic view representing the bio-transformation of semialdehyde and pyelic acid into various difunctional C7 alkanes.

[005] Por exemplo, o semialdeído de ácido pimélico pode ser derivado de pimeloil-coenzima A (CoA), proteína veículo de pimeloil-[acp-(acp)], ácido pimélico (também conhecido como heptano 1,7-dioato), ou da-ceto suberato. Como descrito aqui, pimeloil-CoA, pimeloil-[acp]l, e semialdeído de ácido pimélico pode ser derivado de um número de fontes, incluindo a partir de um número diverso da rota metabólica de ocorrência natural que forma pimeloil-CoA, pimeloil-[acp] ou semialdeído de ácido pimélico como um intermediário na rota metabólica de ocorrência natural.[005] For example, pyelic acid semialdehyde can be derived from pimeloyl-coenzyme A (CoA), pimeloyl- [acp- (acp)] carrier protein, pyelic acid (also known as heptane 1,7-dioate), or suberate da-keto. As described here, pimeloil-CoA, pimeloil- [acp] l, and pyelic acid semialdehyde can be derived from a number of sources, including from a number other than the naturally occurring metabolic pathway that forms pimeloyl-CoA, pimeloyl- [acp] or pyelic acid semialdehyde as an intermediate in the naturally occurring metabolic route.

[006] Em adição, pimeloil-CoA e ácido pimélico também podem ser derivados do ácido 2-heptano-dióico enoato correspondente ou seus correspondentes ésteres CoA, 2-7 heptanodioil-CoA. Em algumas concretizações, estes 2-enoatos C7 são derivados de D,L-diaminopimelato ou 2-oxopimelato. Em algumas concretizações, a produção de alcanos C7 difuncionais (por exemplo, ácido 7-amino-heptanóico) procede através de a-ceto suberato ou a-amino suberato, que pode ser derivado de D,L-diaminopimelato. Em outras concretizações, o Q&- ceto suberato ou a-amino suberato é derivado de a-cetopimelato.[006] In addition, pimeloyl-CoA and pyelic acid can also be derived from the corresponding 2-heptane-dioic acid enoate or its corresponding CoA esters, 2-7 heptanedioyl-CoA. In some embodiments, these C7 2-enoates are derived from D, L-diaminopimelate or 2-oxopimelate. In some embodiments, the production of difunctional C7 alkanes (for example, 7-amino-heptanoic acid) proceeds via suberate α-keto or α-amino suberate, which can be derived from D, L-diaminopimelate. In other embodiments, Q & - keto suberate or a-amino suberate is derived from a-ketopimelate.

[007] Mais especificamente, o presente documento provê uma variedade de métodos de conversão de compostos de modo a produzir intermediários úteis para a fabricação de nylon-7, nylon-7,7 e poliésteres. Não é requerido que todas as possíveis etapas de qualquer um método a ser realizado e qualquer um dos métodos pode ser terminado quando um composto desejado é obtido. Assim, qualquer método pode ser terminado após a produção de, por exemplo, ácido pimélico, ácido 7- amino-heptanóico, enantolactama, 1,7-diaminoheptano, ou ácido 7T-hidroxi-hepanóico.[007] More specifically, this document provides a variety of methods for converting compounds to produce intermediates useful for the manufacture of nylon-7, nylon-7.7 and polyesters. It is not required that all possible steps of either method be performed and any of the methods can be completed when a desired compound is obtained. Thus, any method can be terminated after the production of, for example, pyelic acid, 7-amino-heptanoic acid, enantolactam, 1,7-diamino-heptane, or 7T-hydroxy-hepanic acid.

[008] Um primeiro método de conversão de um composto pode incluir contatar um composto selecionado a partir de 2,6-[008] A first method of converting a compound may include contacting a compound selected from 2,6-

diaminopimelato (2,6-DAP) e ar-amino-pimelato (AAP) com uma enzima que catalisa a desaminação redutiva de 2,6-DAP em ácido 6-amino-2-heptenodióico (6A2HA) ou a desaminação redutiva de AAP em ácido 2-hepteno dióico (2 HDA), de modo que 6A2HA ou 2 HDA é produzida.diaminopimelate (2,6-DAP) and ar-amino-pimelate (AAP) with an enzyme that catalyzes the reductive deamination of 2,6-DAP in 6-amino-2-heptenedioic acid (6A2HA) or the reductive deamination of AAP in 2-heptene dioic acid (2 HDA), so that 6A2HA or 2 HDA is produced.

[009] O composto pode ser 2,6-DAP e o primeiro método pode ainda envolver contatar o 6A2HA com uma enzima que catalisa a redução de enoato de 6A2HA em AAP, de modo que AAP é produzido.[009] The compound can be 2,6-DAP and the first method can also involve contacting 6A2HA with an enzyme that catalyzes the reduction of 6A2HA enoate in AAP, so that AAP is produced.

[0010] O AAP pode ser contatado com uma enzima que catalisa a desaminação redutiva do AAP em 2HDA, tal como 2 HDA é produzido.[0010] AAP can be contacted with an enzyme that catalyzes the reductive deamination of AAP in 2HDA, just as 2 HDA is produced.

[0011] O 2HDA pode ser contatado com uma enzima que catalisa a redução de enoato do 2HDA para ácido pimélico (PA), de modo que PA é produzido.[0011] 2HDA can be contacted with an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 2HDA to pyelic acid (PA), so that PA is produced.

[0012] O PA pode ser contatado com uma enzima que catalisa a redução do ácido carboxílico do PA em semialdeído de ácido pimélico (PAS), de modo que PAS é produzido.[0012] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction of PA carboxylic acid to pyelic acid semialdehyde (PAS), so that PAS is produced.

[0013] O PAS pode ser contatado com uma enzima que catalisa a aminação do semialdeído de PAS em ácido 7-amino-heptanóico (7AHA), de modo que 7AHA é produzido.[0013] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the amination of PAS semialdehyde in 7-amino-heptanoic acid (7AHA), so that 7AHA is produced.

[0014] O 7AHA pode ser contatado com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida do 7AHA em enantolactama (ENTL), de modo que ENTL é produzido.[0014] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA into enantolactam (ENTL), so that ENTL is produced.

[0015] Um segundo método de conversão do composto pode incluir após a realização de todas as etapas do primeiro método até a produção de 7AHA, contatar 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído do 7AHA em 7-amino- heptanal (7 AHT), de modo que AHT seja produzido.[0015] A second method of converting the compound may include, after performing all the steps of the first method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of 7AHA aldehyde into 7-amino-heptanal (7 AHT ) so that AHT is produced.

[0016] O 7AHT pode ser contatado com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino em 7AHT para produzir 1,7-diaminoheptano (1,7-DAH), de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0016] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group in 7AHT to produce 1,7-diaminoheptane (1,7-DAH), so that 1,7-DAH is produced.

[0017] Um terceiro método de conversão do composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do primeiro método até a produção e 2 HDA, contatar o 2HDA com uma enzima que catalisa a transferência de coenzima A (CoA) em 2HDA para produzir diácido 2-hepteno-CoA (2 HDA-CoA), de modo que 2 HDA-CoA é produzida.[0017] A third method of converting the compound may include, after performing all the steps of the first method until production and 2 HDA, contacting 2HDA with an enzyme that catalyzes the transfer of coenzyme A (CoA) in 2HDA to produce 2-heptene-CoA diacid (2 HDA-CoA), so that 2 HDA-CoA is produced.

[0018] A 2 HDA-CoOA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução de enoato do 2 HDA-CoA em pimeloil-CoA (PCoA), de modo que PCoA seja produzida.[0018] 2 HDA-CoOA can be contacted with an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 2 HDA-CoA in pimeloyl-CoA (PCoA), so that PCoA is produced.

[0019] O PCoA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise do tioéster de PCoA em PA, de modo que PA seja produzido.[0019] PCoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the PCoA thioester in PA, so that PA is produced.

[0020] O PA pode ser contatado com uma enzima que catalisa a redução e ácido carboxílico de PA em PAS, de modo que PAS seja produzido.[0020] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction and carboxylic acid of PA in PAS, so that PAS is produced.

[0021] O PAS pode ser contatado com uma enzima que catalisa a aminação e semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzido.[0021] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the amination and semialdehyde of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0022] O 7AHA pode ser contatado com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL é produzido.[0022] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0023] Um quarto método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do terceiro método até a produção de 7AHA, contatando o 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação do aldeído do 7AHA em 7AHT, de modo que 7AHT é produzido.[0023] A fourth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the third method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of the 7AHA aldehyde into 7AHT, so that 7AHT is produced.

[0024] O 7AHT pode ser contatado com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino ao 7AHT para produzir 1,7 DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0024] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1.7 DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0025] Um quinto método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do primeiro método até a produção e AAP, contatando a AAP com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para o AAP para produzir a-ceto-pimelato (AKP), de modo que AKP seja produzida.[0025] A fifth method of converting a compound may include, after performing all steps from the first method to production and AAP, contacting the AAP with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to the AAP to produce the -keto-pimelate (AKP), so that AKP is produced.

[0026] A AKP pode ser contatada com uma ou mais enzimas que catalisa a redução de acetona de AKP em a-hidroxi-pimelato (AHP), de modo que AHP seja produzida.[0026] AKP can be contacted with one or more enzymes that catalyze the reduction of AKP acetone in a-hydroxy-pimelate (AHP), so that AHP is produced.

[0027] A AHP pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de CoA em AHP para produzir Qar-hidroxi- pimelato-CoA (AHP-CoA), de modo que AHP-CoA seja produzida.[0027] AHP can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of CoA into AHP to produce Qar-hydroxypimelate-CoA (AHP-CoA), so that AHP-CoA is produced.

[0028] A AHP-CoA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a desidratação da AHP-CoA em 2HDA-CoA, de modo que 2Z2HDA-CoA seja produzida.[0028] AHP-CoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the dehydration of AHP-CoA in 2HDA-CoA, so that 2Z2HDA-CoA is produced.

[0029] A 2HDA-CoA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução e enoato de 2HDA-CoA em PCoA, de modo que PCoA seja produzida.[0029] 2HDA-CoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction and enoate of 2HDA-CoA in PCoA, so that PCoA is produced.

[0030] A PCoA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise de tioéster do PCoA em PA, de modo que PA seja produzida.[0030] PCoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the thioester hydrolysis of PCoA in PA, so that PA is produced.

[0031] A PA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução e ácido carboxílico de PA em PAS, de modo que PAS seja produzido.[0031] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction and carboxylic acid of PA in PAS, so that PAS is produced.

[0032] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0032] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0033] A T7AHA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, onde ENTL seja produzido.[0033] T7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, where ENTL is produced.

[0034] Um sexto método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do quinto método até a produção o 7AHA, contatando 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação e aldeído do 7AHA em 7AHT, de modo que 7AHT seja produzido.[0034] A sixth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the fifth method until production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation and aldehyde of 7AHA into 7AHT, so that 7AHT be produced.

[0035] O 7AHT pode ser contatado com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino em 7AHT para produzir 1,7DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0035] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group in 7AHT to produce 1.7DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0036] Um sétimo método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do quinto método até a produção de AHP, contatando AHP com uma enzima que catalisa a desidratação de AHP em 2HDA, de modo que 2HDA seja produzida.[0036] A seventh method of converting a compound can include, after performing all the steps of the fifth method until the production of AHP, contacting AHP with an enzyme that catalyzes the dehydration of AHP in 2HDA, so that 2HDA is produced .

[0037] A 2HDA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução de enoato de 2HDA em ácido pimélico (PA), de modo que PA seja produzida.[0037] 2HDA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction of 2HDA enoate in pyelic acid (PA), so that PA is produced.

[0038] A PA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução e ácido carboxílico de PA em PAS, de modo que PAS seja produzida.[0038] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction and carboxylic acid of PA in PAS, so that PAS is produced.

[0039] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0039] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0040] A 7AHA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hdirólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0040] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes HDA amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0041] Um oitavo método de conversão de um composto pode incluir, após realização de todas as etapas do quinto método até a produção e 7AHA, contatar a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA em 7AHT, de modo quêge 7 AHT seja produzida.[0041] An eighth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the fifth method until production and 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of 7AHA aldehyde into 7AHT, so that 7 AHT is produced.

[0042] A 7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino em 7AHT para produzir 1,7 DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzido.[0042] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group in 7AHT to produce 1.7 DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0043] Um nono método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do sétimo método até a produção de 2HDA, contatar a 2HDA com uma enzima que catalisa a transferência de CoA em 2 HDA para produzir 2HDA-CoA, de modo que 2HDA-CoA seja produzida.[0043] A ninth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the seventh method until the production of 2HDA, contacting 2HDA with an enzyme that catalyzes the transfer of CoA into 2 HDA to produce 2HDA-CoA , so that 2HDA-CoA is produced.

[0044] A 2HDA-CoA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução de enoato de 2HAD-CoA em PCoa, de modo que PCoA seja produzido.[0044] 2HDA-CoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction of 2HAD-CoA enoate in PCoa, so that PCoA is produced.

[0045] A PCOoA pode ser contatada cm uma enzima que catalisa a hidrólise de tioéster de PCoA em PA, de modo que PA seja produzida.[0045] PCOoA can be contacted with an enzyme that catalyzes the hydrolysis of PCoA thioester in PA, so that PA is produced.

[0046] A PA pode ser contatada cm uma enzima que catalisa a redução de ácido carboxílico de PA em PAS, de modo que PAS seja produzida.[0046] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction of PA carboxylic acid in PAS, so that PAS is produced.

[0047] A PAS pode ser contatada cm uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7 AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0047] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7 AHA, so that 7AHA is produced.

[0048] A 7 AHA pode ser contatada cm uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0048] 7 AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0049] Um décimo método de conversão de um composto pode converter um composto pode incluir, após a realização e todas as etapas do nono método até a produção de 7 AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação do aldeído de 7AHA em 7AHT, de modo que 7AHT seja produzida.[0049] A tenth method of converting a compound can convert a compound can include, after completion and all the steps of the ninth method up to the production of 7 AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of the 7AHA aldehyde into 7AHT, so that 7AHT is produced.

[0050] A T7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para 7AHT para produzir 1,7DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0050] T7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1.7DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0051] Um décimo primeiro método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do quinto método até a produção de AKP, contatando a AKP com uma enzima que catalisa o alongamento da cadeia de ácido a- ceto de AKP em a-ceto-suberato (AKS), de modo que AKS seja produzida.[0051] An eleventh method of converting a compound may include, after performing all the steps of the fifth method until the production of AKP, contacting the AKP with an enzyme that catalyzes the lengthening of the AKP acid chain in a-keto-suberate (AKS), so that AKS is produced.

[0052] A AKS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para AKS para produzir a- amino suberato (AAS), de modo que AAS seja produzida. A AAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a descarboxilação de ácido a-amino de AAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0052] AKS can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to AKS to produce a-amino suberate (AAS), so that AAS is produced. AAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the decarboxylation of AAS amino acid in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0053] A 7AHA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0053] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0054] Um décimo segundo método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do décimo primeiro método até a produção de 7AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA para 7AHT, de modo que 7 AHT seja produzida.[0054] A twelfth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the eleventh method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of aldehyde from 7AHA to 7AHT, from so that 7 AHT is produced.

[0055] A 7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo a 7AHT para produzir 1,7-DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0055] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of a group to 7AHT to produce 1,7-DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0056] Um décimo terceiro método de conversão de um composto pode incluir após a realização de todas as etapas do décimo primeiro método até a produção de AKS, contatando a AKS com uma enzima que catalisa a descarboxilação ácida de a-ceto de AKS em PAS, de modo que PAS seja produzida.[0056] A thirteenth method of converting a compound may include after performing all steps of the eleventh method until the production of AKS, contacting AKS with an enzyme that catalyzes the acid decarboxylation of AKS keto in PAS , so that PAS is produced.

[0057] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0057] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0058] A 7AHA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0058] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0059] Um décimo quarto método de conversão de um composto pode incluir após a realização de todas as etapas do décimo terceiro método até a produção de 7AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA para 7AHT, de modo que 7 AHT seja produzida.[0059] A fourteenth method of converting a compound can include after performing all the steps of the thirteenth method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of aldehyde from 7AHA to 7AHT, so that 7 AHT is produced.

[0060] A T7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para 7AHT para produzir 1,7 DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0060] T7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1.7 DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0061] Um décimo quinto método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do quinto método até a produção de PCoA, contatando a PCOA com uma enzima que catalisa a redução de PCoA para PAS, de modo que PAS seja produzida.[0061] A fifteenth method of converting a compound can include, after performing all the steps of the fifth method until the production of PCoA, contacting the PCOA with an enzyme that catalyzes the reduction of PCoA to PAS, so that PAS is produced.

[0062] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído da PAS para 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0062] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS to 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0063] A 7AHA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0063] 7AHA can be contacted with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0064] Um décimo sexto método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do décimo quinto método até a produção de 7AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA para 7AHT, de modo que 7 AHT seja produzida.[0064] A sixteenth method of converting a compound may include, after performing all steps of the fifteenth method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of aldehyde from 7AHA to 7AHT, from so that 7 AHT is produced.

[0065] A T7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino em 7AHT para produzir 1,7DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0065] T7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group in 7AHT to produce 1.7DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0066] Um décimo sétimo método de conversão de um composto pode incluir, após a realização de todas as etapas do nono método até a produção de PCoA, contatando a PCOA com uma enzima que catalisa a redução de PCoA em PAS, de modo que PAS seja produzida.[0066] A seventeenth method of converting a compound may include, after performing all the steps of the ninth method until the production of PCoA, contacting the PCOA with an enzyme that catalyzes the reduction of PCoA in PAS, so that PAS is produced.

[0067] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0067] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0068] A 7AHA pode ser contada com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0068] 7AHA can be counted on an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0069] Um décimo oitavo método de conversão de um composto pode incluir após a realização de todas as etapas do décimo sétimo método até a produção de 7AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA para 7AHT, de modo que 7 AHT seja produzida.[0069] An eighteenth method of converting a compound can include after performing all steps of the seventeenth method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of aldehyde from 7AHA to 7AHT, so that 7 AHT is produced.

[0070] A 7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para o 7AHT produzir 1,7DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0070] 7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1.7DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0071] Um décimo nono método de conversão de um composto pode incluir contatar um composto selecionado de 6A2HA e 2HAD com uma enzima que catalisa a redução de enoato de 2HDA em PA, de modo que AAP ou PA seja produzido. Deve ser entendido que, após a produção e AAP ou PA, qualquer uma das etapas após a produção de AAP ou PA descrito acima do primeiro ao décimo oitavo método pode ser realizado.[0071] A nineteenth method of converting a compound may include contacting a selected compound of 6A2HA and 2HAD with an enzyme that catalyzes the reduction of 2HDA enoate in PA, so that AAP or PA is produced. It should be understood that, after production and AAP or PA, any of the steps after the production of AAP or PA described above from the first to the eighteenth method can be performed.

[0072] Um vigésimo método de conversão de um composto pode incluir contatar um composto selecionado de PCoA e pimeloil Lacp] (PACP) com uma enzima que catalisa a hidrólise de tioesterase PCOA ou PACP em PA, onde PA é produzida.[0072] A twentieth method of converting a compound may include contacting a selected compound of PCoA and pimeloyl Lacp] (PACP) with an enzyme that catalyzes the hydrolysis of PCOA or PACP thioesterase into PA, where PA is produced.

[0073] A PA pode ser contatada com uma enzima que catalisa a redução de ácido carboxílico de PA em PAS, de modo que PAS seja produzida.[0073] PA can be contacted with an enzyme that catalyzes the reduction of PA carboxylic acid in PAS, so that PAS is produced.

[0074] A PAS pode ser contatada com uma enzima que catalisa a aminação de semialdeído de PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzida.[0074] PAS can be contacted with an enzyme that catalyzes the semialdehyde amination of PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced.

[0075] A 7AHA com uma enzima que catalisa a hidrólise de amida de 7AHA em ENTL, de modo que ENTL seja produzida.[0075] 7AHA with an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7AHA in ENTL, so that ENTL is produced.

[0076] Um vigésimo primeiro método de conversão de um composto pode incluir, após realização de todas as etapas do vigésimo método até a produção de 7AHA, contatando a 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de 7AHA para 7AHA, de modo que 7AHT é produzida.[0076] A twenty-first method of converting a compound may include, after performing all the steps of the twenty-first method until the production of 7AHA, contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of aldehyde from 7AHA to 7AHA, so that 7AHT is produced.

[0077] A T7AHT pode ser contatada com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para o 7AHT produzir 1,7DAH, de modo que 1,7-DAH seja produzida.[0077] T7AHT can be contacted with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1.7DAH, so that 1,7-DAH is produced.

[0078] Um vigésimo segundo método de conversão de um composto pode incluir contatar AKP com uma ou mais enzimas que catalisa a redução e acetona de AKP em AHP, de modo que AHP seja produzida. A AKP pode ter sido produzida pelo alongamento de QO-ceto adipato ou Qa-ceto-glutarato. A AHP pode então ser convertida em PA ou em PCoA. Deve ser entendido que, após a produção e PA ou PCoA, qualquer uma das etapas após a produção de PA ou PCoA descrito acima no primeiro ao décimo oitavo método pode ser realizado.[0078] A twenty-second method of converting a compound may include contacting AKP with one or more enzymes that catalyze AKP reduction and acetone in AHP, so that AHP is produced. AKP may have been produced by elongating QO-keto adipate or Qa-keto-glutarate. AHP can then be converted to PA or PCoA. It should be understood that, after production and PA or PCoA, any of the steps after the production of PA or PCoA described above in the first to the eighteenth method can be performed.

[0079] Um vigésimo terceiro método de conversão de um composto pode incluir a conversão de AKP para AKS em um alongamento de cadeia de ácido a-ceto. Deve ser entendido que, após a produção de AKS, qualquer uma das etapas após a produção de AKS descritas acima no primeiro ao décimo oitavo método pode ser realizada.[0079] A twenty-third method of converting a compound may include converting AKP to AKS in an a-keto acid chain elongation. It should be understood that, after the production of AKS, any of the steps after the production of AKS described above in the first to the eighteenth method can be performed.

[0080] Um vigésimo quarto método de conversão de um composto pode incluir contatar PAS com uma enzima que catalisa a aminação e semialdeído e PAS em 7AHA, de modo que 7AHA seja produzido. A PAS pode ter sido obtida pela conversão de 2,6 DAP, AKG, PCoA, ou PACP. Deve ser entendido que, após a produção de AHA, qualquer uma das etapas após a produção de AHA descrito acima no primeiro ao décimo oitavo método pode ser realizado.[0080] A twenty-fourth method of converting a compound may include contacting PAS with an enzyme that catalyzes the amination and semialdehyde and PAS in 7AHA, so that 7AHA is produced. PAS may have been obtained by converting 2.6 DAP, AKG, PCoA, or PACP. It should be understood that, after the production of AHA, any of the steps after the production of AHA described above in the first to the eighteenth method can be performed.

[0081] Um vigésimo quinto método de conversão de um composto pode incluir contatar um composto selecionado a partir de PCoA e PACP com uma enzima que catalisa a redução do composto a PAS, de modo que PAS é produzida. Deve ser entendido que, após a produção e PAS, qualquer uma das etapas após a produção e PAS descrito acima no primeiro ao décimo oitavo método pode ser realizada. Além disso, qualquer uma das etapas descritas no primeiro e no décimo oitavo método e no vigésimo segundo método conduzindo à produção de PCoA pode ser realizada antes de vigésimo quinto método.[0081] A twenty-fifth method of converting a compound may include contacting a compound selected from PCoA and PACP with an enzyme that catalyzes the reduction of the compound to PAS, so that PAS is produced. It should be understood that, after production and PAS, any of the steps after production and PAS described above in the first to eighteenth method can be performed. In addition, any of the steps described in the first and eighteenth method and in the twenty-second method leading to the production of PCoA can be performed before the twenty-fifth method.

[0082] Um vigésimo sexto método de conversão de um composto pode incluir contatar PAS com uma enzima que catalisa a desidrogenação do álcool de PAS para o ácido 7-hidroxi- heptaníco (7HHA), de modo que 7HHA seja produzido. Deve ser entendido que qualquer uma das etapas descritas no primeiro ao décimo oitavo método e no vigésimo método, vigésimo segundo, vigésimo terceiro, e vigésimo quinto métodos conduzindo à produção de PAS possa ser realizado antes do vigésimo sexto método.[0082] A twenty-sixth method of converting a compound may include contacting PAS with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of PAS alcohol to 7-hydroxyheptanoic acid (7HHA), so that 7HHA is produced. It should be understood that any of the steps described in the first to the eighteenth method and in the twenty-second method, twenty-second, twenty-third, and twenty-fifth methods leading to the production of PAS can be performed before the twenty-sixth method.

[0083] Em qualquer um dos métodos descritos, as enzimas podem ser utilizadas na forma purificada. Alternativamente, aís) enzima(s) pode ser utilizada na forma de um lisado celular ou um lisado celular parcialmente purificado. Em adição, a enzima(s) pode ser em uma célula expressando recombinantemente ele/eles.[0083] In any of the described methods, the enzymes can be used in purified form. Alternatively, the enzyme (s) can be used in the form of a cell lysate or a partially purified cell lysate. In addition, the enzyme (s) can be in a cell expressing recombinantly he / they.

[0084] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a desaminação redutiva pode incluir uma amônia-liase. A amônia- liase pode ser em EC 4.3.1, por exemplo, EC 4.3.1.1; EC[0084] In the methods described, an enzyme that catalyzes reductive deamination may include an ammonia lyase. Ammonia lyase may be in EC 4.3.1, for example, EC 4.3.1.1; EC

4.3.1.2; EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC4.3.1.2; EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC

4.,3.1.14; EC 4.3.1.23 ou EC 4.3.1.24.4., 3.1.14; EC 4.3.1.23 or EC 4.3.1.24.

[0085] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a redução e 2-enoato pode incluir uma reductase enoato. A reductase enoato pode ser em EC 1.3.1, por exemplo, EC[0085] In the described methods, an enzyme that catalyzes the reduction and 2-enoate can include an enoate reductase. Enoate reductase can be in EC 1.3.1, for example, EC

1.3.1.8; EC 1.3.1.9; EC 1.3.1.10, tal que o produto de gene de FabI; Ec 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 de modo que o produto de gene de ter ou tdter (Nishimaki e tal., “J. Biochem.”, 1984, 95, 1315 - 1321; Shen et al., “Appl Environ. Microbiol.”, 2011, 77(9), 2905 - 2915; Bond Watts et al., “Biochemistry”, 2012, 51, 6827 - 6837); ou pimeloil-CoA desidrogenase em EC 1.3.1.62 de modo que PimC/PimD ou ThnJ/ThnK. A enoato reductase pode estar em EC1.3.1.8; EC 1.3.1.9; EC 1.3.1.10, such that the FabI gene product; Ec 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 so that the ester or tdter gene product (Nishimaki et al., “J. Biochem.”, 1984, 95, 1315 - 1321; Shen et al., “Appl Environ. Microbiol.”, 2011 , 77 (9), 2905 - 2915; Bond Watts et al., "Biochemistry", 2012, 51, 6827 - 6837); or pimeloyl-CoA dehydrogenase in EC 1.3.1.62 so that PimC / PimD or ThnJ / ThnK. Enoate reductase may be in EC

1.3, tal como EC 1.3.8.1; EC 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 ou Syntrophus aciditrophicus 2,3-didehidropimelil-CoA reductase e homólogos dos mesmos. A enoato reductase pode agir em ácidos trans-2-enoil-dicarboxílico, ou tioésteres de ácidos dicarboxílicos tais como ácido 2-heptano dióico-CoA (trans- 2,3-didehidropimlyl1-CoA) ou ácido 2-hepteno dióico-1.3, such as EC 1.3.8.1; EC 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 or Syntrophus aciditrophicus 2,3-didehydropyelyl-CoA reductase and homologues thereof. Enoate reductase can act on trans-2-enoyl-dicarboxylic acids, or thioesters of dicarboxylic acids such as 2-heptane dioic acid-CoA (trans-2,3-didehydropylyl1-CoA) or 2-heptene dioic acid-

[acp] (trans-2,3-didehidropimlyl-[acp]).[acp] (trans-2,3-didehydropylyl- [acp]).

[0086] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a redução de ácido carboxílico pode incluir uma reductase de ácido carboxílico. A reductase de ácido carboxílico pode ser EC 1.2.99, por exemplo, EC 1.2.99.6. A reductase de ácido carboxílico pode também pertencer à desidrogenase do aldeído não acilante dependente de NAD, tal como ThnG em Shphingomonas e Cupriavidus spp.[0086] In the methods described, an enzyme that catalyzes the reduction of carboxylic acid can include a carboxylic acid reductase. The carboxylic acid reductase can be EC 1.2.99, for example, EC 1.2.99.6. The carboxylic acid reductase may also belong to the NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenase, such as ThnG in Shphingomonas and Cupriavidus spp.

[0087] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a aminação e semialdeído pode incluir uma O-transaminase. À Q- transaminase pode ser EC 2.6.1, por exemplo, EC 2.6.1.18; EC[0087] In the described methods, an enzyme that catalyzes the amination and semialdehyde can include an O-transaminase. Q-transaminase can be EC 2.6.1, for example, EC 2.6.1.18; EC

2.6.1.19; EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.1.48; ou EC2.6.1.19; EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.1.48; or EC

2.6.1.62.2.6.1.62.

[0088] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a hidrólise do tioéster de CoA-tioésteres pode incluir uma tioesterease, uma ácido-tiol ligase, ou uma CoA-transferase. A tioesterase pode ser em EC. 3.1.12, por exemplo, tal como o produto de gene de YciA, tesB ou AcotI3; EC 3.1.2.2; EC[0088] In the methods described, an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the CoA-thioester thioester can include a thioesterease, an acid-thiol ligase, or a CoA transferase. Thioesterase can be in EC. 3.1.12, for example, such as the YciA, tesB or AcotI3 gene product; EC 3.1.2.2; EC

3.1.2.18; EC 3.1.2.19; ou EC 3.1.2.20. A ácido-tiol ligase/CoA sintetase pode ser em EC 6.2.1, por exemplo, EC3.1.2.18; EC 3.1.2.19; or EC 3.1.2.20. The acid-thiol ligase / CoA synthetase can be in EC 6.2.1, for example, EC

6.2.1.3; EC 6.2.15; EC 6.2.1.14; ou EC 6.2.1.23. a CoA transferase pode ser em EC 2.8.3, por exemplo, EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13 ou EC 2.8.3.14, ou o produto de gene de ThnH que catalisa a transferência reversível de CoA em ácido pimélico.6.2.1.3; EC 6.2.15; EC 6.2.1.14; or EC 6.2.1.23. CoA transferase can be in EC 2.8.3, for example, EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13 or EC 2.8.3.14, or the ThnH gene product that catalyzes the reversible transfer of CoA in pyelic acid.

[0089] Nos métodos descritos, a enzima que catalisa a hidrólise do tioéster de veículo acil-proteína ([ACP]) tioésteres, pode incluir um acil-[ACP]tioesterase de EC[0089] In the methods described, the enzyme that catalyzes the hydrolysis of the vehicle thioester acyl-protein ([ACP]) thioesters, can include an acyl- [ACP] thioesterase from EC

3.1.2, por exemplo, EC 3.1.2.14 ou EC 3.1.2.21, um acil- [ACP] -sintase de EC 6.2.1, por exemplo EC 6.2.1.14 , de modo que BioW; e EC 6.2.1.20.3.1.2, for example, EC 3.1.2.14 or EC 3.1.2.21, an acyl- [ACP] synthase of EC 6.2.1, for example EC 6.2.1.14, so that BioW; and EC 6.2.1.20.

[0090] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a transferência de um grupo Or amino pode incluir um ácido amino transferase. A ácido amino-transferase pode ser um L- ou D-amino transfrase seletiva em Ec 2.6.1, por exemplo, EC[0090] In the described methods, an enzyme that catalyzes the transfer of an Or amino group can include an amino transferase acid. The amino transferase acid can be a selective L- or D-amino transfrase in Ec 2.6.1, for example, EC

2.6.1.39; EC 2.6.1.42 ou EC 2.6.1.21, ou um 2-aminohexanoato amino transferase de EC 2.6.1.67. A enzima que catalisa a transferência de um grupo alfa amino pode também ser uma desidrogenase da classe EC 1.4.1.-., tal como glutamato desidrogenase, que dependendo do co-fator utilizado pertence a EC 1.4.1.2; EC 1.4.1.3; ou EC 1.4.1.4, ou uma diaminopimelato desidrogenase de EC 1.4.1.16.2.6.1.39; EC 2.6.1.42 or EC 2.6.1.21, or a 2-aminohexanoate amino transferase from EC 2.6.1.67. The enzyme that catalyzes the transfer of an alpha amino group may also be a dehydrogenase of the class EC 1.4.1.-., Such as glutamate dehydrogenase, which depending on the cofactor used belongs to EC 1.4.1.2; EC 1.4.1.3; or EC 1.4.1.4, or a diaminopimelate dehydrogenase from EC 1.4.1.16.

[0091] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a redução de cetona pode ser uma carbonila reductase em EC[0091] In the methods described, an enzyme that catalyzes ketone reduction can be a carbonyl reductase in EC

1.1.1.- ou EC 1.1.99,-. A carbonila reductase pode incluir Ec1.1.1.- or EC 1.1.99, -. Carbonyl reductase can include Ec

1.1.1.184; Ec 1.1.1.79; EC 1.1.1.B3; EC 1.1.1.B4 ou 2- hidroxiglutaril desidrogenases/alfa-cetoglutarato reductases a partir de EC 1.1.99.2 ou EC 1.1.99.6.1.1.1.184; Ec 1.1.1.79; EC 1.1.1.B3; EC 1.1.1.B4 or 2-hydroxyglutaryl dehydrogenases / alpha-ketoglutarate reductases from EC 1.1.99.2 or EC 1.1.99.6.

[0092] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a descarboxilação de ácido a-ceto pode ser uma descarboxilase ácida QOa-ceto em EC 4.1.1, por exemplo, 4.1.1.1; 4.1.7;[0092] In the described methods, an enzyme that catalyzes the decarboxylation of a-keto acid can be a QOa-keto acid decarboxylase in EC 4.1.1, for example, 4.1.1.1; 4.1.7;

4.1.1.72; ou uma acetolactato sintase na classe EC 2.2.1.6 ou EC 2.2.2.6.4.1.1.72; or an acetolactate synthase in class EC 2.2.1.6 or EC 2.2.2.6.

[0093] Nos métodos descritos, a enzima que catalisa a descarboxilação ácido Qa-amino pode ser uma descarboxilase ácida Oaramino da classe EC 4.1.1.-,. A descarboxilase de ácido a-amino pode incluir EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC[0093] In the described methods, the enzyme that catalyzes the Qa-amino acid decarboxylation may be an Oaramino acid decarboxylase of the class EC 4.1.1.- ,. Α-amino acid decarboxylase can include EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC

4.1.16; Ec 4.1.1.18; EC 4.1.120; EC 4.1.1.45; e EC 4.1.1.86.4.1.16; Ec 4.1.1.18; EC 4.1.120; EC 4.1.1.45; and EC 4.1.1.86.

[0094] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a redução e CoAa-ester de um ácido dicarboxílico para oO semialdeído correspondente (de, por exemplo, PCoA em PAS)[0094] In the described methods, an enzyme that catalyzes the reduction and CoAa-ester of a dicarboxylic acid to the corresponding O semialdehyde (from, for example, PCoA in PAS)

pode ser uma acil-CoA reductase graxo. A acil-CoA reductase graxo pode ser em Ec 1.2.1.-, por exemplo, EC 1.2.1.3; ECit may be a fatty acyl-CoA reductase. The fatty acyl-CoA reductase can be in Ec 1.2.1.-, for example, EC 1.2.1.3; EC

1.2.1.10; EC 1.2.1.22; EC 1.2.1.50; EC 1.2.1.57 e EC1.2.1.10; EC 1.2.1.22; EC 1.2.1.50; EC 1.2.1.57 and EC

1.2.1.76.1.2.1.76.

[0095] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a redução de [ACP]tioéster para o correspondente semialdeído (de, por exemplo, PACP em PAS) pode ser uma acil-CoA reductase graxo agindo sobre CoaA-ésteres e [ACP] ésteres descritos “acima, ou um veículo de acil-acil-proteína reductase de, por exemplo, EC 1.2.1.80.[0095] In the described methods, an enzyme that catalyzes the reduction of [ACP] thioester to the corresponding semialdehyde (from, for example, PACP in PAS) can be a fatty acyl-CoA reductase acting on CoaA-esters and [ACP] esters described “above, or an acyl-acyl-protein reductase vehicle of, for example, EC 1.2.1.80.

[0096] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a desidrogenação do aldeído para o ácido carboxílico pode ser uma aldeído-desidrogenase ou uma aldeído-oxidase. A aldeído- desidrogenase pode estar em EC 1.21, por exemplo, EC 1.2.13; EC 1.2.14 ou EC 1.2.1.63. A aldeído-desidrogenase/reductase ácido carboxílico pode estar também em EC 1.2.99, por exemplo, EC 1.2.99.6. A reductase de ácido carboxílico pode também pertencer às aldeído-desidrogenases não acilantes dependentes de NAD, tais como ThnG em Sphingomonas &€e Cupriavidus spp. A aldeído-oxidase pode estar em EC 1.2.3, por exemplo, 1.2.3.1.[0096] In the described methods, an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of the aldehyde to the carboxylic acid can be an aldehyde dehydrogenase or an aldehyde oxidase. The aldehyde dehydrogenase can be at EC 1.21, for example, EC 1.2.13; EC 1.2.14 or EC 1.2.1.63. The aldehyde dehydrogenase / carboxylic acid reductase can also be in EC 1.2.99, for example, EC 1.2.99.6. Carboxylic acid reductase may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenases, such as ThnG in Sphingomonas & € and Cupriavidus spp. The aldehyde oxidase can be in EC 1.2.3, for example, 1.2.3.1.

[0097] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa o fechamento do anel do ácido 7T-aminoheptanóico para enantolactama pode ser uma amidohidrolase de EC 3.5.2, por exemplo, 3.5.2.11.[0097] In the described methods, an enzyme that catalyzes the closure of the 7T-aminoheptanoic acid ring for enantolactam can be an amidohydrolase from EC 3.5.2, for example, 3.5.2.11.

[0098] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a desidratação (de, por exemplo, AHP ou AHP-CoA) pode ser uma hidro-liase. A hidro -liase pode estar em EC 4.2.1, por exemplo, EC 4.2.1.2; EC 4.2.1.59; EC 4.2.1.61; 4.2.1.17 ou 4,.2.1.18.a desidratase pode também ser 2-hidroxiglutaril-CoA desidratase descrita em clostrida e fusobactéria á qual um número EC não foi ainda designado, ou seja, expressa com seu ativador (HgdCAB) ou uma 2-hidroxiacil CoA desidratase de bactéria anaeróbica.[0098] In the methods described, an enzyme that catalyzes dehydration (of, for example, AHP or AHP-CoA) can be a hydro-lyase. The hydro-lysis can be in EC 4.2.1, for example, EC 4.2.1.2; EC 4.2.1.59; EC 4.2.1.61; 4.2.1.17 or 4, .2.1.18.dehydratase can also be 2-hydroxyglutyl-CoA dehydratase described in clostridia and fusobacterium to which an EC number has not yet been assigned, that is, expressed with its activator (HgdCAB) or a 2 -hydroxycil CoA dehydratase from anaerobic bacteria.

[0099] Nos métodos descritos, a enzima que catalisa o alongamento da cadeia ácido QO-ceto pode incluir um dos muitos conjuntos de enzimas incluindo, AksSA, AksD, AKksSE e AksF. A AksA pode estar em EC 2.3.3, por exemplo, EC 1.1.187. Uma ou mais (por exemplo, duas ou mais, três ou mais, quatro ou mais, cinco ou mais, seis ou mais, sete ou mais, oito ou mais, nove ou mais, dez ou mais, 12 ou mais,14 ou mais, 18 ou mais, ou 20 ou mais) das enzimas do alongamento da cadeia de ácido a-ceto podem ser obtidas da bactéria metanogênica.[0099] In the described methods, the enzyme that catalyzes the elongation of the QO-keto acid chain can include one of the many sets of enzymes including, AksSA, AksD, AKksSE and AksF. AksA can be in EC 2.3.3, for example, EC 1.1.187. One or more (for example, two or more, three or more, four or more, five or more, six or more, seven or more, eight or more, nine or more, ten or more, 12 or more, 14 or more , 18 or more, or 20 or more) of the a-keto acid chain lengthening enzymes can be obtained from the methanogenic bacteria.

[00100] Nos métodos descritos, uma enzima que catalisa a álcool desidrogenação pode incluir uma álcool desidrogenase. A álcool-desidrogenase pode incluir EC 1.1.1.1. ou EC 1.1.1.2 ou l1,.1.1.21. Pode também ser, por exemplo, adhA de Zymomonas mobilis, adhB de Zymomonas mobilis, desidrogenase de butanol a partir de Clostridium acetobutylicum, Saccharomyces ADHIV, e ADH6 de S. cerevisiae. Nos métodos descritos, a enzima que catalisa a desidrogenação de álcool pode ser uma álcool- oxidase. A álcool-oxidase pode estar na classe EC 1.1.3.13.[00100] In the described methods, an enzyme that catalyzes alcohol dehydrogenation can include an alcohol dehydrogenase. Alcohol dehydrogenase can include EC 1.1.1.1. or EC 1.1.1.2 or l1, .1.1.21. It can also be, for example, Zymomonas mobilis adhA, Zymomonas mobilis adB, butanol dehydrogenase from Clostridium acetobutylicum, Saccharomyces ADHIV, and S. cerevisiae ADH6. In the methods described, the enzyme that catalyzes the dehydrogenation of alcohol can be an alcohol oxidase. Alcohol oxidase can be in class EC 1.1.3.13.

[00101] PCoA ou PACP utilizado nos métodos do documento pode ser derivada de acetil-CoA ou benzoil-Coa ou a partir de qualquer rota metabólica tal como a biossíntese de biotina, degradação de benzoato, rota de ciclohexano carboxilato, ou condensação de malonil-CoA ou QM-oxidação de ácido graxo. O acetil-CoA pode ser derivado de matéria-prima de fonte renovável compreendendo matéria-prima celulósica, açúcares, glicerol, ou ácidos graxos. Além disso, a acetil-CoA pode ser derivada de gás de síntese (syngas), metano ou metanol. A benzoil-CoA pode ser derivada de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Em adição, a ser derivado de PCOA ou PACP ou PA, o PAS pode ser derivado da rota de degradação de tetralina.[00101] PCoA or PACP used in the document methods can be derived from acetyl-CoA or benzoyl-Coa or from any metabolic pathway such as biotin biosynthesis, benzoate degradation, cyclohexane carboxylate route, or malonyl- CoA or QM-fatty acid oxidation. Acetyl-CoA can be derived from raw material from a renewable source comprising cellulosic raw material, sugars, glycerol, or fatty acids. In addition, acetyl-CoA can be derived from syngas, methane or methanol. Benzoyl-CoA can be derived from polycyclic aromatic hydrocarbons. In addition, to be derived from PCOA or PACP or PA, PAS can be derived from the tetralin degradation route.

[00102] A 2,6-DAP utilizada nos métodos do documento pode ser produzido por um organismo produtor de lisina perdendo a diaminopimelato descarboxilase. A 2,6 DAP é derivada de qualquer fonte de carbono fermentável, incluindo açúcares, glicerol, ácidos graxos, gás de síntese, metano ou metanol.[00102] The 2,6-DAP used in the document's methods can be produced by a lysine-producing organism losing the diaminopimelate decarboxylase. 2.6 DAP is derived from any fermentable carbon source, including sugars, glycerol, fatty acids, synthesis gas, methane or methanol.

[00103] O presente documento caracteriza um bioderivado nylon-7, nylon-7,x, nylon-x,7, e poliéster. Também inclui um nylon-7 produzido por um processo que inclui a polimerização 7-AHA, onde o 7 AHA é derivada de PAS ou AAS. Também é provido pelo documento um nylon-7,7 produzido por um processo que inclui a polimerização de PA e 1,7 DHA, onde o PAH é derivado de PCoA; PACP; ou 2HDA e 1,7DHA é derivado de 7AHA. O documento também configura nylon-7 produzido por um processo que inclui polimerização 7 AHA feito por qualquer um dos métodos descritos acima que conduz a produção e 7AHA. Um outro aspecto da invenção é um nylon-7,7 produzido por um processo compreendendo a polimerização 1,7 DHA e PA, onde o 1,7 DHA e o PA é feito por qualquer um dos métodos descritos acima que conduz à produção de PA.[00103] This document features a bioderivative nylon-7, nylon-7, x, nylon-x, 7, and polyester. It also includes nylon-7 produced by a process that includes polymerization 7-AHA, where 7 AHA is derived from PAS or AAS. Also provided by the document is a nylon-7.7 produced by a process that includes polymerization of PA and 1.7 DHA, where PAH is derived from PCoA; PACP; or 2HDA and 1,7DHA is derived from 7AHA. The document also configures nylon-7 produced by a process that includes polymerization 7 AHA made by any of the methods described above that leads to production and 7AHA. Another aspect of the invention is nylon-7.7 produced by a process comprising polymerization 1.7 DHA and PA, where 1.7 DHA and PA is made by any of the methods described above which leads to the production of PA .

[00104] O presente documento também provê uma cultura substancialmente pura de células hospedeiras, um número substancial do qual compreende e expressa um ou mais ácidos nucléicos exógenos codificante de uma ou mais enzimas envolvidos na bio-síntese de um ou mais monômeros poliméricos selecionados de 7AHA; PA; 1,7 DAH; ENTL; e 7HHA. Estas enzimas incluem acil-CoA reductase graxo, acil-[acp]- reductase, tio-ester hidrolase, amônia-liase, enoato- reductase, aminotransferase de ácido amino, CoA-transferases, ligases ácido-tiol, hidro-liases, carbonila reductase, reductases de ácido carboxílico, O-transaminases, descarboxilases de ácido a-ceto, aldeído-desidrogenase, desidrogenase de desaminação, álcool-desidrogenases, aldeído- oxidase, álcool-oxidase, amidohidrolases, acetolactato- sintase descarboxilação e enzimas de catalisação do alongamento de cadeia ácido a-ceto tal como AKkSA, AksD, AKksSE e AksF. Como utilizado aqui, um “numero substancial” é pelo menos 10% (por exemplo, pelo menos: 20%, 30%; 40%; 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%. 97%, 98%, 99% ou ainda 100%) de células na cultura.[00104] This document also provides a substantially pure culture of host cells, a substantial number of which comprises and expresses one or more exogenous nucleic acids encoding one or more enzymes involved in the biosynthesis of one or more polymeric monomers selected from 7AHA ; PAN; 1.7 DAH; ENTL; and 7HHA. These enzymes include fatty acyl-CoA reductase, acyl- [acp] reductase, thio-ester hydrolase, ammonia-lyase, enoato-reductase, amino acid aminotransferase, CoA-transferases, acid-thiol ligases, hydro-liases, carbonyl reductase , carboxylic acid reductases, O-transaminases, a-keto acid decarboxylases, aldehyde dehydrogenase, deamination dehydrogenase, alcohol dehydrogenases, aldehyde oxidase, alcohol oxidase, amidohydrolases, acetolactate synthase decarboxylation and elongation catalyzing enzymes a-keto acid chain such as AKkSA, AksD, AKksSE and AksF. As used here, a “substantial number” is at least 10% (for example, at least: 20%, 30%; 40%; 50%, 60%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% , 95%, 97%, 98%, 99% or even 100%) of cells in the culture.

[00105] As células da cultura podem ser células procarióticas, tais como, sem limitação, o gênero Escherichia, tal como as espécies Escherichia coli; o gênero Clostridia, tal como a espécie Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum ou Clostridium kluyveri; o gênero Corynebacteria tal como a espécie Corynebacterium glutamicum; o gênero Cupriavidus tal como a espécie Cupriavidus necator ou Cupriavidus metallidurans; o gênero Pseudomonas tal como a espécie Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas —“putida ou Pseudomonas oleavorans; o gênero Delftia tal como a espécie Delftia acidovorans; o gênero Bacillus tal coo a espécie Bacillus subtillis; do gênero Lactobacillus tal comoa espécie lactobacillus delbrueckii; ou do gênero lactococcus tal como a espécie Lactococcus lactis.[00105] The cells of the culture can be prokaryotic cells, such as, without limitation, the genus Escherichia, such as the species Escherichia coli; the genus Clostridia, such as the species Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum or Clostridium kluyveri; the genus Corynebacteria such as the species Corynebacterium glutamicum; the genus Cupriavidus such as the species Cupriavidus necator or Cupriavidus metallidurans; the genus Pseudomonas such as the species Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas - “putida or Pseudomonas oleavorans; the genus Delftia such as the species Delftia acidovorans; the genus Bacillus tal as the species Bacillus subtillis; of the genus Lactobacillus as well as the species lactobacillus delbrueckii; or of the genus lactococcus such as the species Lactococcus lactis.

[00106] Alternativamente, as células da cultura podem ser células eucarióticas, por exemplo, células fúngicas tais como células de levedura. As células de levedura podem ser de uma levedura ou de um fungo, tal como, sem limitação, o gênero Aspergillus tal como a espécie Aspergillus tal como a espécie Aspergillus niger; o gênero Sacharomyces tal como a espécie Saccharomyces cerevisiae; o gênero Candida tal como as três espécies C. tropicalis, C. albicans, C. cloacae, C. guillermondii, C. intermedia, C. maltosa, C. parapsilosis, e C. zeylenoides, o gênero Pichia tal como a espécie Pichia pastoris; o gênero Yarrowia tal como a espécie Yarrowia lypolytica; o gênero Issatchenkia tal como a espécie Issathenkia orientalis; o gênero Debaryomyces tal como a espécie Debaryomyces hansenii; o gênero Arxula tal como a espécie Arxula adenoinivorans; o gênero Klyyveromyces tal como a espécie Kluyveromyces lactis; o gênero Exophiala, o gênero Mucor, do gênero Trichoderma, do gênero Paecilomyces, do gênero Scedosporium, ou do gênero Ophiostoma.[00106] Alternatively, the cells in the culture may be eukaryotic cells, for example, fungal cells such as yeast cells. Yeast cells can be from a yeast or a fungus, such as, without limitation, the Aspergillus genus such as the Aspergillus species such as the Aspergillus niger species; the genus Sacharomyces such as the species Saccharomyces cerevisiae; the genus Candida such as the three species C. tropicalis, C. albicans, C. cloacae, C. guillermondii, C. intermedia, C. maltosa, C. parapsilosis, and C. zeylenoides, the genus Pichia as the species Pichia pastoris ; the genus Yarrowia such as the species Yarrowia lypolytica; the genus Issatchenkia such as the species Issathenkia orientalis; the genus Debaryomyces such as the species Debaryomyces hansenii; the genus Arxula such as the species Arxula adenoinivorans; the genus Klyyveromyces such as the species Kluyveromyces lactis; the genus Exophiala, the genus Mucor, the genus Trichoderma, the genus Paecilomyces, the genus Scedosporium, or the genus Ophiostoma.

[00107] As enzimas exógenas que podem ser expressas pelas células são como a seguir. A amônia-liases pode incluir uma amônia-liase em EC 4.3.1, por exemplo, EC 4.3.1.1; EC[00107] The exogenous enzymes that can be expressed by cells are as follows. Ammonia lyases may include ammonia lyases in EC 4.3.1, for example, EC 4.3.1.1; EC

4.3.1.2, EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC4.3.1.2, EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC

4.3.1.14; EC 4.3.1.23 ou EC 4.3.1.24. A enoato reductase pode incluir uma enoato reductase em EC 1.3.1, por exemplo, EC4.3.1.14; EC 4.3.1.23 or EC 4.3.1.24. Enoate reductase can include an enoate reductase in EC 1.3.1, for example, EC

1.3.1.3; EC 1.3.1.9; EC 1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 ou pimeloil-CoA desidrogenase em EC1.3.1.3; EC 1.3.1.9; EC 1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 or pimeloyl-CoA dehydrogenase in EC

1.3.1.62 tal como PimC/PimD ou ThnJ/ThnK. A enoato reductase pode também estar na EC 1.3., talcomo EC 1.3.8.1 ou EC1.3.1.62 such as PimC / PimD or ThnJ / ThnK. Enoate reductase can also be in EC 1.3., Such as EC 1.3.8.1 or EC

1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 ou Syntrophys aciditrophicus 2,3- didehidropimelil-CoA reductase e homólogos dos mesmos. As reductases de ácido carboxílico incluem uma reductase de ácido carboxílico em EC 1.2.99, por exemplo, EC 1.2.996. a reductase de ácido carboxílico pode também pertencer as aldeídos desidrogenases não-acilantes dependentes NAD, tal como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus spp... A w- transaminases pode incluir uma transaminase em EC 2.6.1, por exemplo, EC 2.6.1.18, EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.39, EC 2.6.1.48 ou EC 2.6.1.62. As tioesterases podem incluir uma tioesterase em EC 3.1.2, por exemplo, tal como o produto do gene de YciA, tesB ou AcotI3, EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.18; EC 3.1.2.19; ou EC 3.1.2.20. As tioesterases agem sobre acil-[acp]-tioesteres incluem EC 3.1.2.14, tal como FatA, FatB; e EC 3.1.2.21. As ligases ácido-tiol ou CoA- sintases podem incluir uma ligase ácido-tiol em EC 6.2.1, por exemplo, EC 6.2.1.3; EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14; ou EC 6.2.1.23. A CoaA-transferases podem incluir uma CoaA-transferase em EC1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 or Syntrophys aciditrophicus 2,3- didehydropyelil-CoA reductase and homologues thereof. Carboxylic acid reductases include a carboxylic acid reductase in EC 1.2.99, for example, EC 1.2.996. carboxylic acid reductase may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehydes, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus spp ... w-transaminases may include a transaminase in EC 2.6.1, for example, EC 2.6.1.18, EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.39, EC 2.6.1.48 or EC 2.6.1.62. Thioesterases can include a thioesterase in EC 3.1.2, for example, such as the YciA, tesB or AcotI3 gene product, EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.18; EC 3.1.2.19; or EC 3.1.2.20. Thioesterases act on acyl- [acp] -thioesters include EC 3.1.2.14, such as FatA, FatB; and EC 3.1.2.21. Acid-thiol ligases or CoA synthase may include an acid-thiol ligase in EC 6.2.1, for example, EC 6.2.1.3; EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14; or EC 6.2.1.23. CoaA-transferases can include a CoaA-transferase in EC

2.8.3, por exemplo, EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13; ou EC2.8.3, for example, EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13; or EC

2.8.3.14; ou o produto do gene de uma CoA-transferase em EC2.8.3.14; or the product of a CoA transferase gene in EC

2.8.3; por exemplo EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13; ou EC 2.8.3.14, ou o produto de gene de ThnH que catalisa a transferência reversível de CoA para o ácido pimélico.2.8.3; for example EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13; or EC 2.8.3.14, or the ThnH gene product that catalyzes the reversible transfer of CoA to pyelic acid.

[00108] A acil-[acp]-tioesterase inclui uma tioesterase em EC 3.1.2; por exemplo, EC 3.1.2.14 e EC 3.1.2.21. A acil- [acp] sintetase pode incluir uma ligase ácido-tiol em EC[00108] Acyl- [acp] -thioesterase includes a thioesterase in EC 3.1.2; for example, EC 3.1.2.14 and EC 3.1.2.21. Acyl- [acp] synthetase can include an acid-thiol ligase in EC

6.2.1, por exemplo, EC 6.2.1.14, tal como BioW; e EC6.2.1, for example, EC 6.2.1.14, such as BioW; and EC

6.2.1.20. A amino ácido-aminotransferase pode incluir uma aminotransferase em EC 2.6.1, por exemplo, EC 2.6.1.39; EC6.2.1.20. The amino acid aminotransferase can include an aminotransferase in EC 2.6.1, for example, EC 2.6.1.39; EC

2.6.1.21; EC 2.6.1.42; e EC 2.6.1.67. A desihidrogenase de desaminação pode incluir desidrogenases de EC 1.4.1, por exemplo, EC 1.4.1.2, EC 1.4.1.3; EC 1.4.1.4; e EC 1.4.1.16. As carbonila reductases podem incluir reductases em EC2.6.1.21; EC 2.6.1.42; and EC 2.6.1.67. Deamination dehydration can include dehydrogenases from EC 1.4.1, for example, EC 1.4.1.2, EC 1.4.1.3; EC 1.4.1.4; and EC 1.4.1.16. Carbonyl reductases can include reductases in EC

1.1.1.184, EC 1.1.1.79; EC 1.1.1.B3; EC 1.1.1.B4 ou 2-1.1.1.184, EC 1.1.1.79; EC 1.1.1.B3; EC 1.1.1.B4 or 2-

hidroxiglutaril desidrogenase/alfa-cetogluterato reductases de EC 1.1.99.2 ou EC 1.1.99.6.hydroxyglutaryl dehydrogenase / alpha-ketogluterate reductases of EC 1.1.99.2 or EC 1.1.99.6.

[00109] A descarboxilase de ácido Qa-ceto pode incluir as descarboxilases ácido Q&a-ceto em EC 4.1.1, por exemplo, EC4.1.1.1; 4.1.1.7; 4.1.1.72; Ou uma acetolactato sintase na classe 2.2.1.6. A enzima ácido a-ceto descarboxilase pode incluir 4.1.1.11; 4.1.1.15; 4.1.1.16; 4.1.1.18; EC 4.1.1.20, EC 4.1.1.45; e EC 4.1.1.86.[00109] Qa-keto acid decarboxylase can include Q & a-keto acid decarboxylases in EC 4.1.1, for example, EC4.1.1.1; 4.1.1.7; 4.1.1.72; Or an acetolactate synthase in class 2.2.1.6. The a-keto acid decarboxylase enzyme can include 4.1.1.11; 4.1.1.15; 4.1.1.16; 4.1.1.18; EC 4.1.1.20, EC 4.1.1.45; and EC 4.1.1.86.

[00110] A reductase de acil-CoA graxo pode incluir uma acil- CoA reductase graxo em EC 1.2.1, por exemplo, EC 1.2.1.3, EC[00110] Fatty acyl-CoA reductase can include a fatty acyl-CoA reductase in EC 1.2.1, for example, EC 1.2.1.3, EC

1.2.1.10, EC 1.2.1.22, EC 1.2.1.50; e EC 1.2.1.76. A acil- [acp] -reductase pode incluir a reductase de veículo acil- acil-proteína a partir, por exemplo, EC 1.2.1.80.1.2.1.10, EC 1.2.1.22, EC 1.2.1.50; and EC 1.2.1.76. The acyl- [acp] -reductase can include the vehicle acyl-acyl-protein reductase from, for example, EC 1.2.1.80.

[00111] A aldeído-desidrogenases pode incluir uma aldeído desidrogenase em EC 1.2.1, por exemplo, EC 1.2.1.4 ou EC[00111] Aldehyde dehydrogenases can include an aldehyde dehydrogenase in EC 1.2.1, for example, EC 1.2.1.4 or EC

1.2.1.63. A enzima aldeído desidrogenase/reductase de ácido carboxílico pode também estar em EC 1.2.99; por exemplo, EC1.2.1.63. The aldehyde dehydrogenase / carboxylic acid reductase enzyme may also be in EC 1.2.99; e.g., EC

1.2.99.6. A reductase de ácido carboxílico pode também pertencer a aldeído desidrogenases não-acilante dependente de NAD, tal como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus spp. A aldeído desidrogenase/ reductase de ácido carboxílico pode também pertencer ao aldeído desidrogenase não acilante NAD- dependente, tal como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus spp. A aldeído-oxidase pode estar em EC 1.2.3, por exemplo, EC1.2.99.6. The carboxylic acid reductase may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenases, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus spp. The carboxylic acid aldehyde dehydrogenase / reductase may also belong to the NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenase, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus spp. The aldehyde oxidase can be in EC 1.2.3, for example, EC

1.2.3.1. a amidohidrolase pode ser uma amidohidrolase de EC1.2.3.1. amidohydrolase can be an EC amidohydrolase

3.5.2, por exemplo EC 3.5.2.11.3.5.2, for example EC 3.5.2.11.

[00112] A hidro-liase inclui uma hidro-liase em EC 4.2.1, por exemplo, EC 4.2.1.2; EC 4.2.1.59; EC 4.2.1.61; EC 4,.2.1.17 ou EC 4.2.1.18. A desidratase pode também ser 2- hidroxiglutaril-CoA-desidratase descritas em Clostrida e fusobactéria para as quais um número EC não foi ainda designado, ou seja, expressa com seu ativado (HgdCAB) ou uma 2-hidroxiacil CoA desidratase de uma bactéria anaeróbica.[00112] The hydro lyase includes a hydro lyase in EC 4.2.1, for example, EC 4.2.1.2; EC 4.2.1.59; EC 4.2.1.61; EC 4, .2.1.17 or EC 4.2.1.18. The dehydratase can also be 2-hydroxyglutaryl-CoA-dehydratase described in Clostrida and fusobacteria for which an EC number has not yet been assigned, that is, expressed with its activated (HgdCAB) or a 2-hydroxycil CoA dehydratase from an anaerobic bacterium.

[00113] As enzimas catalisando um alongamento de cadeia de ácido a-ceto podem incluir um ou mais enzimas do conjunto incluindo AKksSA, AksD, AksE e AksF enzimas. A AksA pode incluir uma enzima AksA em EC 2.3.3, por exemplo, EC 2.3.3.13 ou EC 2.3.3.14. A AksD pode incluir uma enzima AksD em EC[00113] Enzymes catalyzing an a-keto acid chain elongation may include one or more enzymes in the pool including AKksSA, AksD, AksE and AksF enzymes. AksA can include an AksA enzyme in EC 2.3.3, for example, EC 2.3.3.13 or EC 2.3.3.14. AksD can include an AksD enzyme in EC

4.2.1, por exemplo, EC 4.2.1.36. A AksF pode incluir uma enzima AksF em EC 1.1.1, por exemplo, EC 1.1.1.87. A álcool- desidrogenases pode incluir, por exemplo, EC 1.1.1.1 ou EC4.2.1, for example, EC 4.2.1.36. AksF can include an AksF enzyme in EC 1.1.1, for example, EC 1.1.1.87. Alcohol dehydrogenases can include, for example, EC 1.1.1.1 or EC

1.1.1.2 ou EC 1.1.1.21. Em adição a álcool desidrogenases pode incluir, por exemplo, Ada a partir de Zymomonas mobilis, adhB de Zymomonas mobilis, butanol desidrogenase de Clostridium acetobutylicum, Saccharomyces ADHIV, e ADH6 a partir de S. cerevisiae. A enzima álcool oxidase pode estar na classe EC 1.1.3.13.1.1.1.2 or EC 1.1.1.21. In addition to alcohol dehydrogenases it can include, for example, Ada from Zymomonas mobilis, adhB from Zymomonas mobilis, butanol dehydrogenase from Clostridium acetobutylicum, Saccharomyces ADHIV, and ADH6 from S. cerevisiae. The enzyme alcohol oxidase can be in class EC 1.1.3.13.

[00114] Um outro aspecto da presente invenção é uma célula hospedeira isolada compreendendo e expressando um ou mais ácidos nucléicos exógenos codificantes de um ou mais ácidos nucleicos exógenos envolvidos na biossíntese de um ou mais monômero poliméricos selecionados a partir de 7 AHA; PA; 1,7 DAH; ENTL, e 7HHA. As enzimas incluem amônia-liase, enoato reductase, reductases de ácido carboxílico, MW-transaminases, tioesterases, ligases ácido-tiol, ou CoA-sintases, CoA- transferases, acil-[acp]-tioesterases, acil-[acp]sintetases, amino ácido aminotransferase, desidrogenases desaminação, carbonila reductases, descarboxilases ácido a-ceto, acetolactatosintases, descarboxilases ácido Qa-amino, acil- Coa reductases graxo, acil-[acp] reductases, aldeído desidrogenase, aldeído oxidase, amido hidrolases, hidro- liases, e enzimas que catalisam o alongamento de cadeias da ácido a-ceto. A célula e a enzima podem ser qualquer uma daqueles descritas acima para a cultura substancialmente pura das células hospedeiras.[00114] Another aspect of the present invention is an isolated host cell comprising and expressing one or more exogenous nucleic acids encoding one or more exogenous nucleic acids involved in the biosynthesis of one or more polymeric monomers selected from 7 AHA; PAN; 1.7 DAH; ENTL, and 7HHA. Enzymes include ammonia lyase, enoate reductase, carboxylic acid reductases, MW-transaminases, thioesterases, acid-thiol ligases, or CoA-synthase, CoA-transferases, acyl- [acp] -thioesterases, acyl- [acp] synthetases, amino acid aminotransferase, deamination dehydrogenases, carbonyl reductases, a-keto acid decarboxylases, acetolactatosintases, Qa-amino acid decarboxylases, acyl- Coa reductases fatty, acyl- [acp] reductases, aldehyde dehydrogenase, aldehyde oxidase, hydrochloride, hydrochloride and enzymes that catalyze the elongation of a-keto acid chains. The cell and enzyme can be any of those described above for the substantially pure culture of the host cells.

[00115] Outros objetivos e vantagens serão aparentes daqueles técnicos no assunto, a partir de uma consideração de garantir as descrições detalhadas aqui representadas. Breve descrição dos desenhos[00115] Other objectives and advantages will be apparent from those technicians in the subject, from a consideration of guaranteeing the detailed descriptions represented here. Brief description of the drawings

[00116] A figura 1 é uma vista esquemática mostrando a bio- transformação de semialdeído de ácido pimélico, para vários alcanos C7 difuncionais úteis para a produção de nylon-7, nylon-7,7, e nylon-7,x, bem como poliésteres;[00116] Figure 1 is a schematic view showing the bio-transformation of pyelic acid semialdehyde, for various difunctional C7 alkanes useful for the production of nylon-7, nylon-7.7, and nylon-7, x, as well as polyesters;

[00117] A figura 2 ilustra uma vista esquemática da formação de semialdeído de ácido pimélico a partir de pimeloil-CoA, pimeloil-[acp], ou a-cetosuberato, todos os quais são intermediários nas rotas de ocorrência natural como indicado, e a partir da degradação de tetralina;[00117] Figure 2 illustrates a schematic view of the formation of semialdehyde of pyelic acid from pimeloil-CoA, pimeloil- [acp], or a-cetosuberate, all of which are intermediates in the naturally occurring routes as indicated, and the from the degradation of tetralin;

[00118] A figura 3 ilustra uma vista esquemática das séries de reações de alongamento de cadeia de ácido Qau-ceto. Três reações básicas estão envolvidas no alongamento da cadeia: uma condensação entre um diácido a-ceto e acetil-CoA para formar um homólogo citrato, isomerização do homólogo citrato em um homólogo isocitrato, e descarboxilação oxidativa do homólogo isocitrato para um diácido Qa-ceto, contendo um grupo metileno adicional [Howell98: Howell Dm, Harich K, Xu H., White RH (1998). As reações para alongamento da cadeia de ácido alfa-ceto envolvidos na biossíntese da coenzima B (7- mercaptoheptanoil treonina fosfato) em Archaea metanogênica. “Biochemistry”, 37(28); 10108-17]. Rodadas sucessivas de alongamento de cadeia (3 vezes) a partir de a-ceto gluterato para a-ceto suberato é seguida pela descarboxilação do ácido a-ceto para semialdeído de ácido pimélico. Estas reações são análogas às reações catalisadas pela citrato-sintase, aconitase, e desidrogenase isocitrato no ciclo TCA 1 (procariótico) e as reações catalisadas pelo (R)-homocitrato sintase, hormoaconitase e desidrogenase (-) -treo- isohomocitrato na biossíntese da lisina V [Howell, 1998, supra);[00118] Figure 3 illustrates a schematic view of the series of Qau-keto acid chain elongation reactions. Three basic reactions are involved in chain elongation: a condensation between an a-keto diacid and acetyl-CoA to form a citrate homolog, isomerization of the citrate homolog into an isocitrate homolog, and oxidative decarboxylation of the isocitrate homolog to a Qa-keto diacid, containing an additional methylene group [Howell98: Howell Dm, Harich K, Xu H., White RH (1998). The reactions for elongation of the alpha-keto acid chain involved in the biosynthesis of coenzyme B (7-mercaptoheptanoyl threonine phosphate) in methanogenic Archaea. "Biochemistry", 37 (28); 10108-17]. Successive rounds of chain elongation (3 times) from a-keto gluterate to a-keto suberate is followed by the decarboxylation of a-keto acid to pyelic acid semialdehyde. These reactions are analogous to the reactions catalyzed by citrate synthase, aconitase, and isocitrate dehydrogenase in the TCA 1 (prokaryotic) cycle and the reactions catalyzed by (R) -homocitrate synthase, hormoaconitase and dehydrogenase (-) -treo-isohomocitrate in lysine biosynthesis V [Howell, 1998, supra);

[00119] A figura 4 ilustra uma vista esquemática da formação de pimeloil-CoA através da condensação de três malonil-CoAs;[00119] Figure 4 illustrates a schematic view of the formation of pimeloyl-CoA through the condensation of three malonyl-CoAs;

[00120] A figura 5 ilustra uma vista esquemática da formação da clivagem oxidativa de ácido pimélico de [acp]tioésteres de ácidos graxos de cadeia longa por BioI a partir do Bacillus subtilis. O ácido pimélico ou seu CoA ou [acp] tioésteres são precursores na biossíntese 7-ceto-8-aminopelargonato na rota da biossíntese para biotina II. A 7-ceto-8aminopelargonato é o intermediário chave para a biossíntese de biotina. A degradação de pimeloil-CoA no organismo hospedeiro pode ser prevenida pela deleção ou inativação de BioF, o gene codificante da sintetase de ácido 7-ceto-8-aminopelargônico (EC 2.3.1.47);[00120] Figure 5 illustrates a schematic view of the formation of oxidative cleavage of pyelic acid from [acp] long chain fatty acid thioesters by BioI from Bacillus subtilis. Pyelic acid or its CoA or [acp] thioesters are precursors in the 7-keto-8-aminopelargonate biosynthesis in the biosynthesis route for biotin II. 7-keto-8aminopelargonate is the key intermediary for biotin biosynthesis. The degradation of pimeloyl-CoA in the host organism can be prevented by the deletion or inactivation of BioF, the gene encoding 7-keto-8-aminopelargonic acid synthase (EC 2.3.1.47);

[00121] A figura 6 é uma vista esquemática da formação de pimeloil-[acp] ou seu éster metila na biossíntese de 7-ceto- 8-aminopelargonato na rota I de biossíntese de biotina. O intermediário chave na biossíntese de biotina. O ácido pimélico ou o semialdeido de ácido pimélico pode ser preparado a partir destes precursores através da ação de aaS (sintetase acil-ACP), FatA (acil-ACP tioestearase A graxo) FatB (acil-ACP tioestearase B graxo acil-ACP tioestearase A graxo), ou acil-[acp] reductase como mostrado no texto em negrito;[00121] Figure 6 is a schematic view of the formation of pimeloyl- [acp] or its methyl ester in the 7-keto-8-aminopelargonate biosynthesis in route I of biotin biosynthesis. The key intermediary in biotin biosynthesis. Pyelic acid or pyelic acid semialdehyde can be prepared from these precursors through the action of aaS (acyl-ACP synthase), FatA (acyl-ACP thiostearase A fatty) FatB (acyl-ACP thioestearase B fatty acyl-ACP thioestearase A fatty), or acyl- [acp] reductase as shown in bold text;

[00122] A figura 7 ilustra um esquema mostrando a formação de pimeloil-CoA a partir de benzoato ou da degradação de carboxilato ciclohexano;[00122] Figure 7 illustrates a schematic showing the formation of pimeloyl-CoA from benzoate or from the degradation of cyclohexane carboxylate;

[00123] A figura 8 é um esquema mostrando a formação do semialdeído de ácido pimélico na rota de degradação de tetralina em Sphingomonas e Corynebacterium spp;[00123] Figure 8 is a schematic showing the formation of semialdehyde of pyelic acid in the tetralin degradation route in Sphingomonas and Corynebacterium spp;

[00124] A figura 9 ilustra um esquema mostrando a formação de pimeloil-CoA na rota do ciclohexano carboxilato a partir de crotonato por metanogens. Ver Mouttaki et al., “Applied and Environmental Microbiology”, páginas 930-938 (2001);[00124] Figure 9 illustrates a diagram showing the formation of pimeloyl-CoA in the cyclohexane carboxylate route from crotonate by methanogens. See Mouttaki et al., “Applied and Environmental Microbiology”, pages 930-938 (2001);

[00125] A figura 10 A ilustra uma vista esquemática dos exemplos de rotas engenheiradas para o semialdeído de ácido pimélico e ácido 7-aminoheptanóico a partir de D, L- diaminopimelato como um ponto inicial via ácido 2- aminoheptanodióico. Existem 2 rotas a partir do ácido 2- aminoheptanodióico para o semialdeído de ácido pimélico, tanto via desaminação redutiva por uma amônia-liase para ácido 2-heptanodióico quanto via formação do ácido Qau-ceto que pode subsequentemente ser convertido em ácido pimélico ou seus Coa-ester. Alternativamente, QO-ceto pimelato derivado do ácido 2-aminoheptanodióico pode passar por uma rodada de alongamento de cadeia para 0-ceto suberato, que pode tanto ser descarboxilado para formar o semialdeido de ácido pimélico, quanto convertido em a-amino suberato, que conduzirá diretamente ao ácido 7-aminoheptanoico durante a descarboxilação. O a-ceto pimelato também pode ser derivado de a-ceto-adipato, que em seguida pode ser derivado de Oo- ceto-glutarato, através de duas rodadas sucessivas de alongamento da cadeia de ácido a-ceto;[00125] Figure 10A illustrates a schematic view of the examples of engineered routes for semialdehyde of pyelic acid and 7-aminoheptanoic acid from D, L-diaminopimelate as a starting point via 2-aminoheptanedioic acid. There are 2 routes from 2-aminoheptanedioic acid to pyelic acid semialdehyde, either via reductive deamination by an ammonia lyase to 2-heptanedioic acid or via the formation of Qau-keto acid which can subsequently be converted to pyelic acid or its Coa -ester. Alternatively, QO-keto pimelate derived from 2-aminoheptanedioic acid can undergo a round of chain elongation to 0-keto suberate, which can either be decarboxylated to form the pyelic acid semialdehyde, or converted to a-amino suberate, which will lead directly to 7-aminoheptanoic acid during decarboxylation. A-keto pimelate can also be derived from a-keto-adipate, which can then be derived from Ooceto-glutarate, through two successive rounds of elongation of the a-keto acid chain;

[00126] A figura 10B ilustra um diagrama esquemático mostrando a conversão tanto de a-hidroxipimelato quanto seus CoA-ester em ácido 2-heptanodióico ou seu correspondente CoA- ester, a-hidroxipimeloil-Coa, respectivamente, por uma hidro-liase. Similarmente, o ácido 2-heptenodióico ou seus correspondentes CoaA-éster pode ser reduzido ao ácido pimélico ou pimeloil-CoA , respectivamente, por um enoato reductase que age sobre o ácido livre sobre o tioéster ativado por CoA. De uma forma similar, a ativação de O hidroxipimelato ou ácido 2-heptenodióico pode não ser para O CoA-tioéster, mas ao contrário para o [acp]-tioéster por um acil-[acp]-sintetase. A hidro-liase pode catalisar a eliminação de água a partir de a-hidroxipimeloil-[acp], e a enoato reductase pode reduzir a dupla ligação de ácido 2- heptenodióico-[acp]. O pimeloil-CoA ou pimeloil-[acp] pode subsequentemente ser hidrolisado por uma transferase Ou ácido-tiol ligase, para reciclagem de CoA ou [acp], ou por uma tioesterase para produzir o ácido pimélico;[00126] Figure 10B illustrates a schematic diagram showing the conversion of both a-hydroxypimelate and its CoA-esters to 2-heptanedioic acid or its corresponding CoA-ester, a-hydroxypimeloyl-Coa, respectively, by a hydro-lyase. Similarly, 2-heptenedioic acid or its corresponding CoaA-ester can be reduced to pyelic acid or pimeloyl-CoA, respectively, by an enoate reductase that acts on the free acid on the CoA-activated thioester. Similarly, activation of O hydroxypimelate or 2-heptenedioic acid may not be for O CoA-thioester, but unlike for [acp] -thioester by an acyl- [acp] -synthetase. Hydro-lyase can catalyze the elimination of water from a-hydroxypimeloyl- [acp], and enoate reductase can reduce the double bond of 2-heptenedioic acid- [acp]. Pimeloyl-CoA or pimeloyl- [acp] can subsequently be hydrolyzed by a transferase OR acid-thiol ligase, for recycling CoA or [acp], or by a thioesterase to produce pyelic acid;

[00127] A figura 11A mostra uma análise SDS-PAGE sobre as frações solúveis e insolúveis a partir da expressão da proteína amônia-liase de Citrobacter amalonaticus;[00127] Figure 11A shows an SDS-PAGE analysis on the soluble and insoluble fractions from the expression of the protein ammonia lyase from Citrobacter amalonaticus;

[00128] A figura 11B mostra uma análise SDS-PAGE sobre as frações solúveis e insolúveis a partir da expressão da proteína amônia-liase de Clostridium tetanomorphum (15) e Aspergillus oryzae (16);[00128] Figure 11B shows an SDS-PAGE analysis on the soluble and insoluble fractions from the expression of the protein ammonia lyase from Clostridium tetanomorphum (15) and Aspergillus oryzae (16);

[00129] A figura 12 ilustra uma análise SDS-PAGE sobre as frações solúveis e insolúveis a partir da expressão do gene da reductase de ácido carboxílico de Nocardia sp;[00129] Figure 12 illustrates an SDS-PAGE analysis on the soluble and insoluble fractions from the expression of the Nocardia sp carboxylic acid reductase gene;

[00130] A figura 13 ilustra a mudança na absorbância em relação ao tempo devido à redução de ácido pimélico, ácido adípico, e ácido benzoico para semialdeído de ácido pimélico, semialdeído de ácido adípico, e benzaldeído pela atividade reductase CAR de Nocardia. O ácido benzoico foi utilizado como controle positivo e misturas de reações com coleta do biocatalisador do vetor vazio como controle negativo;[00130] Figure 13 illustrates the change in absorbance over time due to the reduction of pyelic acid, adipic acid, and benzoic acid to pyelic acid semialdehyde, adipic acid semialdehyde, and benzaldehyde by Nocardia's CAR reductase activity. Benzoic acid was used as a positive control and mixtures of reactions with collection of the empty vector biocatalyst as a negative control;

[00131] A figura 14 ilustra uma análise SDS-PAGE sobre as frações solúveis e insolúveis a partir da expressão da proteína (18) tioesterase YciA de Haemophilus influenzae;[00131] Figure 14 illustrates an SDS-PAGE analysis on the soluble and insoluble fractions from the expression of the protein (18) thioesterase YciA of Haemophilus influenzae;

[00132] A figura 15 ilustra uma análise SDS-PAGE das proteínas aminotransferase IIvVE-Omega Vf de fusão (pING2022) e IIVE-Ad otimizado ômega (pING2030);[00132] Figure 15 illustrates an SDS-PAGE analysis of the IIvVE-Omega Vf fusion aminotransferase proteins (pING2022) and omega-optimized IIVE-Ad (pING2030);

[00133] A figura 16 ilustra os resultados da bio-r transformação de piruvato de sódio e do ácido 7- aminoheptanóico com as concentrações medidas do substrato de ácido 7-aminohpetanóico e do produto L-alanina;[00133] Figure 16 illustrates the results of the bio-transformation of sodium pyruvate and 7-aminoheptanoic acid with the measured concentrations of the 7-aminohpetanoic acid substrate and the product L-alanine;

[00134] A figura 17 mostra um resumo dos resultados HPLC a partir das concentrações dos enantiômeros de ácido L- e D- 2aminu subérico nas seis biotransformações após 48 e 96 horas;[00134] Figure 17 shows a summary of the HPLC results from the concentrations of the subterranean L- and D-2aminu acid enantiomers in the six biotransformations after 48 and 96 hours;

[00135] A figura 18 mostra uma análsie SDS-PAGE nas frações solúveis e insolúveis a partir da lise das contas da expressão das proteínas de E. coli GadA (129), E. coli LysA (130), E.coli GadA ilvE (I31) e E.coli LysA ilvE (132);[00135] Figure 18 shows an SDS-PAGE analysis on soluble and insoluble fractions from the lysis of the beads of the expression of E. coli GadA proteins (129), E. coli LysA (130), E.coli GadA ilvE ( I31) and E.coli LysA ilvE (132);

[00136] A figura 19 mostra a formação do ácido T7T- aminoheptanóico a partir da descarboxilação de 2-amino suberato;[00136] Figure 19 shows the formation of T7T-aminoheptanoic acid from the decarboxylation of 2-amino suberate;

[00137] A figura 20 mostra o alinhamento da proteína usando o algoritmo ClustalW mostrando a homologia significante entre as proteínas MJ0277 e comD (SEQ ID 41)/come (SEQ ID NO:42);[00137] Figure 20 shows the alignment of the protein using the ClustalW algorithm showing the significant homology between MJ0277 and comD (SEQ ID 41) / come proteins (SEQ ID NO: 42);

[00138] A figura 21 mostra a homologia de MJ0277 para LACLA acetolactato-sintetase a partir de Lactococcus lactis (SEQ ID NO:43);[00138] Figure 21 shows the homology of MJ0277 to LACLA acetolactate synthase from Lactococcus lactis (SEQ ID NO: 43);

[00139] A figura 22 ilustra uma análise dos domínios funcionais em LACLA acetolactato sintase, comD/comE a partir de Methanocella paludicola e a acetolactato sintase hipotética MJ0277 mostrando que todas elas tem uma esturtura similar contendo um sítiod e ligação da tiamina fosfato;[00139] Figure 22 illustrates an analysis of the functional domains in LACLA acetolactate synthase, comD / comE from Methanocella paludicola and the hypothetical acetolactate synthase MJ0277 showing that they all have a similar structure containing a site and thiamine phosphate binding;

[00140] A figura 23 ilustra uma representação do vetor pING2022, contendo o gene de fusão IlvE-Omega Vf;[00140] Figure 23 illustrates a representation of the pING2022 vector, containing the fusion gene IlvE-Omega Vf;

[00141] A figura 24 ilustra uma representação o vetor pING2030 contendo o gene de fusão ômega otimizado I1vE-Ad;[00141] Figure 24 shows a representation of the vector pING2030 containing the optimized omega fusion gene I1vE-Ad;

[00142] A figura 25 representa as sequêncis SEQ ID NOs: 1 - 40;[00142] Figure 25 represents the SEQ ID NOs sequences: 1 - 40;

[00143] A figura 26 representa um gráfico de barras da formação de ácido pimélico a partir de pimeloil-Coa através da ligase ácido-tiol (EC 6.2.1.5) de Thermococcus kodakaraensis (41/42), a CoA transferase (EC 2.8.3.12) de Acidominococcus fermentans (43/44) e a ácido-tiol ligase (EC[00143] Figure 26 represents a bar graph of the formation of pyelic acid from pimeloyl-Coa through the acid-thiol ligase (EC 6.2.1.5) of Thermococcus kodakaraensis (41/42), CoA transferase (EC 2.8. 3.12) of Acidominococcus fermentans (43/44) and acid-thiol ligase (EC

6.2.1.14) obtida de Pseudomonas mendocina (45); e6.2.1.14) obtained from Pseudomonas mendocina (45); and

[00144] A figura 27 representa a formação do ácido adiípcio a partir da trans-2-hexenodióico (A) e a formação de adipoil- CoA a partir de trans-2,3-didehidroadipoil-Coa através das enoato reductases selecionadas. Descrição detalhada da invenção[00144] Figure 27 represents the formation of adiipid acid from trans-2-hexenedioic (A) and the formation of adipoyl-CoA from trans-2,3-didehydroadipoyl-Coa through the selected enoate reductases. Detailed description of the invention

[00145] Em geral, esta descrição refere-se a métodos e materiais para a produção biossintética de alcanos C7 di- ou trifuncionais que são úteis como intermediários na produção de nylon-7, nylon-7,x, e nylon-x,7, bem como na produção e poliésteres.[00145] In general, this description refers to methods and materials for the biosynthetic production of di- or trifunctional C7 alkanes that are useful as intermediates in the production of nylon-7, nylon-7, x, and nylon-x, 7 , as well as in production and polyesters.

[00146] Em algumas concretizações, um ou mais (por exemplo, dois ou mais, três ou mais, quatro ou mais; cinco ou mais; seis ou mais; sete ou mais; oito ou mais; nove ou mais; dez ou mais; onze ou mais; doze ou mais; treze ou mais; quatorze ou mais; quinze ou mais; dezesseis ou mais; dezessete Ou mais; dezoito ou mais; dezenove ou mais; vinte ou mais; ou ainda mais) enzimas isoladas (por exemplo, uma amônia liase, enoato reductase, aminotransferase, CoA-transferase, tioesterase, ácido-tiol ligase, hidro-liase, carbonila reductase, tioesterase, reductase de ácido carboxílico, acil- CoA reductase graxo, W-transaminase, descarboxilase de ácido a-ceto, enzimas que catalisam o alongamento da cadeia de ácido a-ceto, acil-ACP sintetase, FatA (acil-ACP tioesterase A graxo), FatB (acil-ACP tioesterase B graxo), ou acil-[acp] reductase) podem ser utilizados para produzir bio sinteticamente os alcanos C7 di- ou trifuncionais. As referidas enzimas podem ser isoladas a partir de células recombinantes “expressando os ácidos nucléicos exógenos codificantes das enzimas ou células não recombinantes expressando naturalmente as enzimas.[00146] In some embodiments, one or more (for example, two or more, three or more, four or more; five or more; six or more; seven or more; eight or more; nine or more; ten or more; eleven or more; twelve or more; thirteen or more; fourteen or more; fifteen or more; seventeen or more; seventeen or more; nineteen or more; twenty or more; or even more) isolated enzymes (for example, an ammonia lyase, enoate reductase, aminotransferase, CoA transferase, thioesterase, acid-thiol ligase, hydro-lyase, carbonyl reductase, thioesterase, carboxylic acid reductase, fatty acyl-CoA reductase, W-transaminase, a-keto acid decarboxylase , enzymes that catalyze the elongation of the a-keto acid chain, acyl-ACP thetaesterase A fatty, fatty acyl-ACP thioesterase A, FatB (fatty acyl-ACP thioesterase B), or acyl- [acp] reductase) can be used to synthetically bio-produce the di- or trifunctional C7 alkanes. Said enzymes can be isolated from recombinant cells “expressing the exogenous nucleic acids encoding the enzymes or non-recombinant cells naturally expressing the enzymes.

[00147] Em algumas concretizações, um hospedeiro recombinante que inclui um ou mais (por exemplo, dois ou mais, três ou mais; quatro ou mais; cinco ou mais; seis ou mais; sete ou mais; oito ou mais; nove ou mais; dez ou mais; onze ou mais; doze ou mais; treze ou mais; quatorze ou mais; quinze ou mais; dezesseis ou mais; dezessete ou mais; dezoito ou mais; dezenove ou mais; vinte ou mais; ou ainda mais) ácidos nucléicos exógenos codificantes de uma ou mais (por exemplo, dois ou mais, três ou mais; quatro ou mais; cinco ou mais; seis ou mais; sete ou mais; oito ou mais; nove ou mais;[00147] In some embodiments, a recombinant host that includes one or more (e.g., two or more, three or more; four or more; five or more; six or more; seven or more; eight or more; nine or more ; ten or more; eleven or more; twelve or more; thirteen or more; fourteen or more; fifteen or more; seventeen or more; eighteen or more; nineteen or more; twenty or more; or even more) acids exogenous nuclei encoding one or more (for example, two or more, three or more; four or more; five or more; six or more; seven or more; eight or more; nine or more;

dez ou mais; onze ou mais; doze ou mais; treze ou mais; quatorze ou mais; quinze ou mais; dezesseis ou mais; dezessete ou mais; dezoito ou mais; dezenove ou mais; vinte ou mais; ou ainda mais) enzimas (por exemplo, uma ou mais (como acima) de uma amônia liase, enoato reductase, aminotransferase, CoA-transferase, tioesterterase, ácido-tiol ligase, hidro-liase, carbonila reductase, tioesterase, reductase de ácido carboxílico, ThnG, acil-CoA reductase graxo, O-transaminase, descarboxilase de ácido Q&-ceto, descarboxilase a-amino ácido, acetolactato-sintase, amidohidrolases, enzimas que catalisam o alongamento da cadeia de ácido Qa-ceto, acil-[acp]-tioesterase, acil-[acp] sintetase, BioW, álcool desidrogenase, álcool oxidase, aldeído desidrogenase, aldeído oxidase, FatA, FatB, ou acil- [acp] reductase), ou um lisado preparado a partir do referido hospedeiro recombinante ou uma célula não-recombinante expressando naturalmente a enzima pode ser utilizada para produzir bio-sinteticamente os alcanos c7 di- ou trifuncionais. Um hospedeiro recombinante pode ter uma deficiência em uma ou mais enzimas endógenas de modo a desviar os intermediários metabólicos em direção à produção dos alcanos C7 di- ou trifuncionais.ten or more; eleven or more; twelve or more; thirteen or more; fourteen or more; fifteen or more; sixteen or more; seventeen or more; eighteen or more; nineteen or more; twenty or more; or even more) enzymes (for example, one or more (as above) of an ammonia lyase, enoate reductase, aminotransferase, CoA transferase, thioesterterase, acid thiol ligase, hydro lyase, carbonyl reductase, thioesterase, carboxylic acid reductase , ThnG, fatty acyl-CoA reductase, O-transaminase, Q & -keto acid decarboxylase, a-amino acid decarboxylase, acetolactate synthase, amidohydrolases, enzymes that catalyze the elongation of the Qa-keto acid chain, acyl- [acp] -thioesterase, acyl- [acp] synthetase, BioW, alcohol dehydrogenase, alcohol oxidase, aldehyde dehydrogenase, aldehyde oxidase, FatA, FatB, or acyl- [acp] reductase), or a lysate prepared from said recombinant host or a cell non-recombinant naturally expressing enzyme can be used to bio-synthesize di- or tri-functional c7 alkanes. A recombinant host may have a deficiency in one or more endogenous enzymes in order to divert the metabolic intermediates towards the production of di- or trifunctional C7 alkanes.

[00148] Como descrito aqui, os alcanos c7 di- ou trifuncionais produzidos bio-sinteticamente podem ser utilizados para produzir nylon-7, nylon-7,x, ou nylon-x,7, bem como poliésteres. O termo “nylon-7” é uma poliamida produzida pela polimerização do monômero de ácido 7- aminoheptanóico ou através da condensação de abertura do anel enantolactama. [o] nylon-7 também é conhecido como “polienantamida” ou “poliheptanamida”.[00148] As described herein, di-or trifunctional c7 alkanes produced bio-synthetically can be used to produce nylon-7, nylon-7, x, or nylon-x, 7, as well as polyesters. The term "nylon-7" is a polyamide produced by the polymerization of the 7-aminoheptanoic acid monomer or by opening condensation of the enantolactam ring. [o] nylon-7 is also known as "polyienantamide" or "polyheptanamide".

[00149] O termo “nylon-x,7” refere-se à família de poliamidas que são produzidas pela polimerização de ácido heptano-1,7 dióico (também conhecido como ácido pimélico ou pimelato) com uma diamina. O número inteiro x indica o número de átomos de carbono na diamina com o qual o ácido heptano- 1,7-dióico é reagido. Em algumas concretizações, Oo número inteiro x é um inteiro maior que 3, por exemplo, maior que 5, maior que 7, ou maior que 9. Por exemplo, nylon-5,7 é produzido pela reação de ácido heptano-l,7-diócio e 1,5- pentanodiamina. O nylon-7,7 é produzido pela reação do ácido heptano-1l,7-dióico e 1,7-diaminoheptano.[00149] The term "nylon-x, 7" refers to the family of polyamides that are produced by the polymerization of heptane-1,7 dioic acid (also known as pyelic acid or pimelate) with a diamine. The integer x indicates the number of carbon atoms in the diamine with which heptane-1,7-dioic acid is reacted. In some embodiments, the integer x is an integer greater than 3, for example, greater than 5, greater than 7, or greater than 9. For example, nylon-5,7 is produced by the reaction of heptane-1,7. -diocese and 1,5- pentanediamine. Nylon-7,7 is produced by the reaction of heptane-1l, 7-dioic acid and 1,7-diaminoheptane.

[00150] O termo “nylon-7,X”, refere-se à família de poliamidas que são produzidos pela reação de polimerização de heptanotilenodiamina com um ácido dicarboxílico. O número inteiro x indica o número de átomos de carbono no ácido dicarboxílico com o qual o heptanotilenodiamina é reagido. Por exemplo, nylon-7,5 é produzido pela reação de heptametilenodiamina (também conhecido como 1,7 diaminoheptano ou 1,7-heptanodiamina) e ácido pentano-1l,5- dióico. Em algumas concretizações, o inteiro x é um inteiro maior que 3, pro exemplo, maior que 5, maior que 7 ou maior que 9.[00150] The term “nylon-7, X”, refers to the family of polyamides that are produced by the polymerization reaction of heptanethylene diamine with a dicarboxylic acid. The integer x indicates the number of carbon atoms in the dicarboxylic acid with which heptanethylenediamine is reacted. For example, nylon-7,5 is produced by the reaction of heptamethylenediamine (also known as 1.7 diaminoheptane or 1,7-heptanediamine) and pentane-1, 5-dioic acid. In some embodiments, the integer x is an integer greater than 3, for example, greater than 5, greater than 7 or greater than 9.

[00151] O termo “poliéster” se refere a uma categoria de polímeros que contém um éster do grupo funcional em sua cadeia principal. Os poliésteres podem ser homopolímeros, por exemplo, policaprolactona, ou seja, produzido pela condensação de abertura de anel. Os copolímeros de poliéster são formados através da condensação por esterificação de álcoois polifuncionais e ácidos. Por exemplo, o ácido adípico e etileno glicol são utilizados para produzir o adipato de polietileno. O ácido pimélico pode ser utilizado no lugar do ácido adípico nos referidos copolíemros. Alternativamente, o ácido 7-hidroxiheptanóico pode ser utilizado para produzir polienantolactona.[00151] The term "polyester" refers to a category of polymers that contains an ester of the functional group in its main chain. Polyesters can be homopolymers, for example, polycaprolactone, that is, produced by ring opening condensation. Polyester copolymers are formed through condensation by esterification of polyfunctional alcohols and acids. For example, adipic acid and ethylene glycol are used to produce polyethylene adipate. Pyelic acid can be used in place of adipic acid in said copolymers. Alternatively, 7-hydroxyheptanoic acid can be used to produce polyanantolactone.

[00152] Os acima mencionados e outros aspectos da presente invenção serão agora descritos em maiores detalhes com relação as concretizações descritas aqui. Deve ser apreciado que a invenção pode ser configurada em diferentes formas e deve não ser construído como limitado às concretizações representadas aqui. Particularmente, estas concretizações são providas de modo que esta descrição será finalizada e completada, e irá conduzir ao escopo da invenção para os técnicos no assunto.[00152] The above and other aspects of the present invention will now be described in more detail with respect to the embodiments described here. It should be appreciated that the invention can be configured in different forms and should not be construed as limited to the embodiments depicted here. In particular, these embodiments are provided so that this description will be finalized and completed, and will lead to the scope of the invention for those skilled in the art.

1.1. Definições:1.1. Definitions:

[00153] A terminologia utilizada na descrição da invenção tem aqui o propósito de descrição particular das descrições apenas e não pretende limitar a invenção. Como utilizado na descrição das concretizações da invenção e nas reivindicações anexas, a forma singular “um”, “uma” e “o” “a” pretendem incluir as formas do plural bem como, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Ademais, como utilizado aqui, “e/ou” refere-se a, e abrange qualquer um e todas as combinações possíveis de um ou mais dos itens associados listados. A menos que de outro modo definido, todos os termos, incluindo termos técnicos e científicos utilizados na descrição tem o mesmo significado como comumente entendido por um técnico no assunto ao qual esta invenção pertence.[00153] The terminology used in the description of the invention is here for the purpose of particular description of the descriptions only and is not intended to limit the invention. As used in describing the embodiments of the invention and in the appended claims, the singular form "one", "one" and "o" "a" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. In addition, as used herein, “and / or” refers to, and covers any and all possible combinations of one or more of the associated items listed. Unless otherwise defined, all terms, including technical and scientific terms used in the description, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which this invention belongs.

[00154] Como utilizado aqui, o termo “enzima” ou “enzimas” refere-se a um catalisador de proteína capaz de catalisar uma reação. Aqui, os termos não significam apenas uma enzima isolada, mas também inclui uma célula hospedeira expressando aquela enzima. Consequentemente, a conversão de A em B através da enzima C deve também ser construída para abranger a conversão de A em B através de uma célula hospedeira expressando a enzima C.[00154] As used here, the term "enzyme" or "enzymes" refers to a protein catalyst capable of catalyzing a reaction. Here, the terms not only mean an isolated enzyme, but also include a host cell expressing that enzyme. Consequently, the conversion of A to B via enzyme C must also be constructed to encompass the conversion of A to B via a host cell expressing enzyme C.

[00155] Como utilizado aqui, o termo “alcano C7 difuncional” refere-se a um hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, tendo sete átomos de carbono e dois grupos funcionais. Os grupos funcionais podem ser posicionados em qualquer ponto junto da cadeia de hidrocarbonetos. Em algumas concretizações, os grupos funcionais estão localizados nas extremidades terminais da cadeia de hidrocarboneto (por exemplo, um grupo funcional em cada terminal). O termo também pretende abranger compostos cíclicos tais como enantolactama. Exemplos de alcanos C7 difuncionais, mas não estão limitados a, Ppimeloil-CoA, pimeloil-[acp], ácido heptano-l,7-dióico (ácido pimélico ou pimelato), ácido 7-aminohpetanóico, ácido 7T-hidroxiheptanóico, heptametileno diamina, 1,7-heptanodiol, 7-aminoheptanol, 7-aminoheptanal, enantolactama, semialdeído de ácido pimélico (também conhecido como 7-oxoheptanoato), 2- heptenodiácido, e 2-hepteno diácido-CoA.[00155] As used herein, the term "difunctional C7 alkane" refers to a linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon, having seven carbon atoms and two functional groups. Functional groups can be positioned anywhere near the hydrocarbon chain. In some embodiments, the functional groups are located at the terminal ends of the hydrocarbon chain (for example, a functional group at each terminal). The term is also intended to encompass cyclic compounds such as enantolactam. Examples of difunctional but not limited to C7 alkanes, Ppimeloil-CoA, pimeloyl- [acp], heptane-1,7-dioic acid (pyelic acid or pimelate), 7-aminohpetanoic acid, 7T-hydroxyheptanoic acid, heptamethylene diamine, 1,7-heptanediol, 7-aminoheptanol, 7-aminoheptanal, enantolactam, pyelic acid semialdehyde (also known as 7-oxoheptanoate), 2-heptenediacid, and 2-diacid-CoA.

[00156] Como utilizado aqui, os termos ácido “-oato” e “óico”, por exemplo, ácido heptanoato e heptanócio, são utilizados intercaladamente. Além disso, deve ser entendido que ácido “-ato”, “-oato” e “-óico” podem ser utilizados intercaladamente através do pedido para referir-se a compostos em qualquer uma de suas formas neutra ou ionizada, e as formas assim chamadas “zwiteriônicas”.[00156] As used here, the terms "-oate" and "oic" acid, for example, heptanoate and heptanoic acid, are used interchangeably. In addition, it should be understood that "-ate", "-oate" and "-oic" acids can be used interchangeably through the application to refer to compounds in any of their neutral or ionized forms, and the so-called forms “Zwiterionics”.

[00157] Como utilizado aqui, o termo “alcano c7 trifuncional” refere-se ao hidrocarboneto linear ou ramificado, saturado ou insaturado, tendo sete átomos de carbono e três grupos funcionais. Os grupos funcionais podem ser posicionados em qualquer ponto junto da cadeia do hidrocarboneto. Em algumas concretizações, dois dos três grupos funcionais estão localizados nas extremidades terminais do hidrocarboneto (por exemplo, um grupo funcional em cada terminal). Exemplos de alcanos C7 trifuncionais incluem, mas não estão limitados a, 2-oxopimelato (0- cetopimelato), 2-aminopimelato (a-aminopimelato), 2- hidroxipimelato (a-hidroxipimelato), e 2-hidroxipimelato-CoA (a-hidroxipimelato-CoA).[00157] As used herein, the term "trifunctional c7 alkane" refers to linear or branched, saturated or unsaturated hydrocarbon, having seven carbon atoms and three functional groups. Functional groups can be positioned anywhere along the hydrocarbon chain. In some embodiments, two of the three functional groups are located at the terminal ends of the hydrocarbon (for example, a functional group at each terminal). Examples of tri-functional C7 alkanes include, but are not limited to, 2-oxopimelate (0-ketopimelate), 2-aminopimelate (a-aminopimelate), 2-hydroxypimelate (a-hydroxypimelate), and 2-hydroxypimelate-CoA (a-hydroxypimelate -CoA).

[00158] Como utilizado aqui, o termo “grupo funcional” refere-se a um grupo amina, um grupo de ácido carboxílico, um grupo aldeído, um grupo álcool, um grupo de co-enzima À ou um grupo ceto. O termo “grupo amina' refere-se a um radical - NH2. O termo “grupo ácido carboxílico” refere-se a um radical -COOH. O termo “grupo aldeído” se refere ao radical -C(O)H. o termo “grupo álcool” se refere ao radical -OH. O termo “grupo ceto” refere-se ao radical C(O).[00158] As used herein, the term "functional group" refers to an amine group, a carboxylic acid group, an aldehyde group, an alcohol group, an A co-enzyme group or a keto group. The term 'amino group' refers to a radical - NH2. The term "carboxylic acid group" refers to a -COOH radical. The term "aldehyde group" refers to the radical -C (O) H. the term "alcohol group" refers to the radical -OH. The term "keto group" refers to the radical C (O).

[00159] O termo “grupo coenzima A” se refere ao cofator orgânico, ou grupo prostético (porção não protéica de uma enzima), cuja presença é requerida para a atividade de muitas enzimas (a apoenzima) para formar um sistema de enzima ativa. As funções de coenzima A em determinas enzimas de condensação, age na transferência do grupo acetil ou outro grupo acila e na síntese de ácido graxo e oxidação, oxidação e piruvato e em outras acetilação.[00159] The term "coenzyme group A" refers to the organic cofactor, or prosthetic group (non-protein portion of an enzyme), whose presence is required for the activity of many enzymes (apoenzyme) to form an active enzyme system. The functions of coenzyme A in certain condensation enzymes, act on the transfer of the acetyl group or another acyl group and on the synthesis of fatty acid and oxidation, oxidation and pyruvate and in other acetylation.

[00160] O termo “acp” ou “proteína acil veículo” se refere a uma proteína (que tipicamente é ativa na síntese de ácido graxo) que junta os grupos acetila e malonil a partir da coenzima A de acetila e da coenzima A molonila e os liga pela condensação para formar a proteína veículo acil do ácido B- ceto, liberando o dióxido de carbono e a forma sulfihidrila da proteína veículo acila.[00160] The term "acp" or "vehicle acyl protein" refers to a protein (which is typically active in the synthesis of fatty acid) that joins the acetyl and malonyl groups from coenzyme A to acetyl and coenzyme A to molonyl and connects them by condensation to form the B-keto acid acyl carrier protein, releasing carbon dioxide and the sulfhydryl form of the acyl carrier protein.

[00161] Os grupos funcionais em um alcano C7 di- ou trifuncional pode ser o mesmo ou um diferente. Por exemplo, em algumas concretizações, com um alcano C7 difuncional, ambos os grupos funcionais podem ser grupos amino, ambos grupos funcionais podem ser grupos de ácido carboxílico, ou ambos os grupos funcionais podem ser grupos álcoois.[00161] The functional groups in a di- or trifunctional C7 alkane can be the same or a different one. For example, in some embodiments, with a difunctional C7 alkane, both functional groups can be amino groups, both functional groups can be carboxylic acid groups, or both functional groups can be alcohol groups.

[00162][00162]

[00163] Em algumas concretizações, um dos grupos funcionais em um alcano C7 difuncional é um grupo amino e o outro é um grupo de ácido carboxílico. Em algumas concretizações, um dos grupos funcionais em um alcano C7 difuncional é um grupo álcool e o outro é um grupo ácido carboxílico. Em algumas concretizações, um os grupos funcionais em um alcano C7 difuncional é um grupo álcool e o outro é um grupo amina.[00163] In some embodiments, one of the functional groups in a difunctional C7 alkane is an amino group and the other is a carboxylic acid group. In some embodiments, one of the functional groups in a difunctional C7 alkane is an alcohol group and the other is a carboxylic acid group. In some embodiments, one of the functional groups in a difunctional C7 alkane is an alcohol group and the other is an amino group.

[00164] Em algumas concretizações, com um alcano c7 trifuncional, dois dos grupos funcionais são grupos de ácido carboxílico e um grupo funcional é um grupo ceto ou um grupo hidroxila ou um grupo amino.[00164] In some embodiments, with a trifunctional c7 alkane, two of the functional groups are carboxylic acid groups and a functional group is a keto group or a hydroxyl group or an amino group.

[00165] O termo “heterólogo” é utilizado aqui para referir- se a qualquer ácido nucléico ou polipeptídeo que não é derivado de uma célula da mesma espécie como a da célula hospedeira. Consequentemente, como utilizado aqui, ácidos nucléicos “homólogos” ou proteínas são aqueles que ocorrem em, ou são produzidos por, uma célula da mesma espécie da célula hospedeira.[00165] The term "heterologous" is used here to refer to any nucleic acid or polypeptide that is not derived from a cell of the same species as that of the host cell. Consequently, as used here, "homologous" nucleic acids or proteins are those that occur in, or are produced by, a cell of the same species as the host cell.

[00166] O termo “exógeno” como utilizado aqui com referência ao ácido nucléico e a uma célula hospedeira particular refere-se a qualquer ácido nucléico que não ocorre em (e não pode ser obtido a partir de) que a célula particular como encontrada na natureza.[00166] The term "exogenous" as used herein with reference to nucleic acid and a particular host cell refers to any nucleic acid that does not occur in (and cannot be obtained from) that particular cell as found in nature.

Assim, um ácido nucléico de ocorrência não natural é considerado como sendo exógeno para uma célula hospedeira uma vez que introduzido dentro da célula hospedeira.Thus, a non-naturally occurring nucleic acid is considered to be exogenous to a host cell once it is introduced into the host cell.

É importante observar que os ácidos nucléicos de ocorrência não natural pode conter subsequências de ácido nucléico ou fragmentos de sequências de ácido nucleico que são observados na natureza provendo que o ácido nucléico como um todo não existe na natureza.It is important to note that non-naturally occurring nucleic acids can contain substrates of nucleic acid or fragments of nucleic acid sequences that are observed in nature providing that the nucleic acid as a whole does not exist in nature.

Por exemplo, uma molécula de ácido nucléico contendo uma sequência de DNA genômico dentro de um vetor de expressão é um ácido nucléico de ocorrência não natural, e assim é exógeno para uma célula hospedeira uma vez introduzida dentro da célula hospedeira, uma vez que a molécula de ácido nucléico como um todo (DNA genômico mais vetor de DNA) não existente na natureza.For example, a nucleic acid molecule containing a genomic DNA sequence within an expression vector is a non-naturally occurring nucleic acid, and thus is exogenous to a host cell once introduced into the host cell, since the molecule nucleic acid as a whole (genomic DNA plus DNA vector) not found in nature.

Assim, qualquer vetor, plasmídeo autonomamente replicante, ou vírus (por exemplo, retrovírus, adenovírus, ou vírus herpes) que como um todo não existe na natureza é considerado a ser um ácido nucléico de ocorrência não natural.Thus, any vector, autonomously replicating plasmid, or virus (for example, retrovirus, adenovirus, or herpes virus) that as a whole does not exist in nature is considered to be a non-naturally occurring nucleic acid.

Na sequência, aquele fragmento de DNA genômico produzido por PCR ou tratamento de endonuclease de restrição bem como cDNAsS são considerados como sendo ácidos nucléicos de ocorrência não natural contendo uma sequência promotora e a sequência codificante de polipeptídeo (por exemplo, cDNA ou DNA genômico) em um arranjo não encontrado na natureza é um ácido nucléico de ocorrência não natural.In the sequence, that fragment of genomic DNA produced by PCR or restriction endonuclease treatment as well as cDNAsS are considered to be non-naturally occurring nucleic acids containing a promoter sequence and the polypeptide coding sequence (for example, cDNA or genomic DNA) in an arrangement not found in nature is an unnaturally occurring nucleic acid.

Um ácido nucléico que é de ocorrência natural pode ser exógeno em uma célula particular.A naturally occurring nucleic acid can be exogenous in a particular cell.

Por exemplo, um cromossomo inteiro isolado a partir de uma célula de levedura x é um ácido nucléico exógeno com relação a uma célula de levedura y uma vez que O cromossomo é introduzido dentro de uma célula de levedura y.For example, an entire chromosome isolated from a yeast cell x is an exogenous nucleic acid relative to a yeast cell since the chromosome is introduced into a yeast cell.

[00167] Será claro a partir do acima que ácidos nucléicos “exógenos” podem ser ácidos nucléicos “homólogos” ou “heterólogos”. Ao contrário, o termo “endógeno” como utilizado aqui com referência aos ácidos nucléicos ou genes (ou proteínas codificadas pelos ácidos nucléicos ou genes) e uma célula particular se refere a qualquer ácido nucléico ou gene que não ocorre em (e pode ser obtido a partir daquela) célula particular como encontrado na natureza.[00167] It will be clear from the above that "exogenous" nucleic acids can be "homologous" or "heterologous" nucleic acids. In contrast, the term “endogenous” as used here with reference to nucleic acids or genes (or proteins encoded by nucleic acids or genes) and a particular cell refers to any nucleic acid or gene that does not occur in (and can be obtained from, from that) particular cell as found in nature.

[00168] Como utilizado aqui, o termo “hospedeiro recombinante” se refere a um hospedeiro, o genoma do qual foi crescido em pelo menos uma sequência de ácido nucléico exógena. As referidas sequências de ácido nucléico incluem, mas não estão limitadas a, ácidos nucléicos que estão naturalmente presentes no hospedeiro (ou seja, um ácido nucléico heterólogo), sequências de DNA que não são normalmente transcritas dentro do RNA ou traduzidas em uma proteína (“expressa”), e outras sequências de ácido nucléico cujo desejo é introduzir dentro do hospedeiro não recombinante (por exemplo, uma região regulatória para alterar a expressão de uma sequência de ácido nucléico particular). Deve ser apreciado que tipicamente o genoma de um hospedeiro recombinante descrito aqui é crescido através da introdução estável de um ou mais ácidos nucléicos exógenos. Geralmente, o ácido nucléico exógeno não é originalmente residente no hospedeiro que é o receptor do DNA (ou seja, ele é um ácido nucléico heterólogo), mas está dentro do escopo da invenção para isolar um ácido nucléico a partir de um determinado hospedeiro, e para introduzir, subsequentemente, um ou mais cópias adicionais daquele ácido nucléico dentro do mesmo hospedeiro, por exemplo, para melhorar a produção de um produto codificado ou alterar o padrão de expressão de um ácido nucléico. Em alguns exemplos, o ácido nucléico irá modificar ou mesmo substituir um gene exógeno ou sequência de DNA por, por exemplo, recombinação homóloga ou mutagênese sitio-direcionada. A modificação ou substituição de um gene endógeno pode resultar em uma deficiência em um produto codificado particular, por exemplo, uma enzima. Os hospedeiros recombinantes apropriados são descritos abaixo. Os hospedeiros recombinantes podem também conter ácidos nucléicos que não são incorporados dentro do genoma da célula hospedeira, mas existe (e preferivelmente replica) epissomalmente na célula.[00168] As used here, the term "recombinant host" refers to a host, the genome of which has been grown on at least one exogenous nucleic acid sequence. Said nucleic acid sequences include, but are not limited to, nucleic acids that are naturally present in the host (i.e., a heterologous nucleic acid), DNA sequences that are not normally transcribed within RNA or translated into a protein (“ expressed ”), and other nucleic acid sequences whose desire is to introduce into the non-recombinant host (for example, a regulatory region to alter the expression of a particular nucleic acid sequence). It should be appreciated that the genome of a recombinant host described here is typically grown by the stable introduction of one or more exogenous nucleic acids. Generally, exogenous nucleic acid is not originally resident in the host that is the DNA receptor (i.e., it is a heterologous nucleic acid), but is within the scope of the invention to isolate a nucleic acid from a given host, and to subsequently introduce one or more additional copies of that nucleic acid into the same host, for example, to improve the production of an encoded product or to change the expression pattern of a nucleic acid. In some instances, the nucleic acid will modify or even replace an exogenous gene or DNA sequence with, for example, homologous recombination or site-directed mutagenesis. The modification or replacement of an endogenous gene can result in a deficiency in a particular encoded product, for example, an enzyme. Suitable recombinant hosts are described below. Recombinant hosts may also contain nucleic acids that are not incorporated into the host cell's genome, but exist (and preferably replicate) episomally in the cell.

[00169] Como utilizado aqui, um “promotor” refere-se a uma sequência de DNA que capacita um gene a ser transcrito. O promotor é reconhecido por uma RNA polimerase, que então inicia a transcrição. Assim, um promotor contém uma sequência de DNA que é tanto ligada diretamente por, ou é envolvida no recrutamento, da polimerase RNA. Uma sequência promotora pode também incluir “regiões melhoradoras” que são um ou mais regiões de DNA que pode ser ligada com proteínas (nominalmente, os fatores de trans-ação, tal como um conjunto de fatores de transcrição) para melhorar o nível de transcrição dos genes (portanto, o nome) em um grupo-gene. Um melhorador, embora tipicamente na extremidade 5' de uma região codificante, pode também ser separada a partir de uma sequência promotora e pode ser, por exemplo, dentro de uma região intrônica de um gene ou 3'/ para a região codificante do gene.[00169] As used here, a "promoter" refers to a DNA sequence that enables a gene to be transcribed. The promoter is recognized by an RNA polymerase, which then initiates transcription. Thus, a promoter contains a DNA sequence that is either directly linked by, or is involved in, recruitment of the RNA polymerase. A promoter sequence can also include "enhancer regions" that are one or more regions of DNA that can be linked with proteins (nominally, the transcription factors, such as a set of transcription factors) to improve the level of transcription of the genes (hence the name) in a gene group. An enhancer, although typically at the 5 'end of a coding region, can also be separated from a promoter sequence and can be, for example, within an intronic region of a gene or 3' / for the coding region of the gene.

[00170] Como utilizado aqui, “operativamente ligado” significa incorporada dentro de um constructo genético de modo que as sequências de controle de expressão controlem, efetivamente, a expressão de uma sequência codificante de interesse.[00170] As used here, "operably linked" means incorporated within a genetic construct so that expression control sequences effectively control the expression of a coding sequence of interest.

1.2 Matéria-prima:1.2 Raw material:

[00171] Uma variedade de diferentes matérias-primas pode ser utilizada para produzir alcanos di- ou trifuncionais. Em algumas concretizações, uma célula hospedeira recombinante, ou um lisado preparado a partir de uma célula (por exemplo, uma célula hospedeira recombinante), é contatado com uma matéria-prima renovável para produzir um alcano C7 di- ou trifuncional, tal como ácido 7-aminoheptanóico. Exemplos de matéria-prima renovável que pode ser utilizada como uma fonte de carbono inclui, mas não estão limitados a, matéria-prima celulósica, carboidratos derivados de plantas e ácidos graxos. Em algumas concretizações, a matéria-prima com a qual a célula hospedeira recombinante está em contato é glicose, sucrose, xilose, ácidos graxos ou glicerol.[00171] A variety of different raw materials can be used to produce di- or tri-functional alkanes. In some embodiments, a recombinant host cell, or a lysate prepared from a cell (for example, a recombinant host cell), is contacted with a renewable raw material to produce a di- or trifunctional C7 alkane, such as acid 7 -aminoheptanoic. Examples of renewable raw material that can be used as a carbon source include, but are not limited to, cellulosic raw material, plant-derived carbohydrates and fatty acids. In some embodiments, the raw material with which the recombinant host cell is in contact is glucose, sucrose, xylose, fatty acids or glycerol.

[00172] Em adição à matéria prima renovável, tal como um gás de síntese (“syngas”), tal como aqueles listados acima, como uma fonte de carbono. Nesta concretização específica, as células hospedeiras recombinantes da invenção são construídas para prover uma rota metabólica eficiente para utilização do gás de síntese, ou outra fonte de carbono gasoso, para produzir alcanos C7 di- ou trifuncionais.[00172] In addition to the renewable raw material, such as a synthesis gas ("syngas"), such as those listed above, as a carbon source. In this specific embodiment, the recombinant host cells of the invention are constructed to provide an efficient metabolic route for using synthesis gas, or another source of carbon gas, to produce di- or trifunctional C7 alkanes.

[00173] Adicionalmente, os hospedeiros recombinantes descritos aqui, ou um lisado preparado a partir da célula hospedeira recombinante, pode ser contatado com uma matéria-[00173] Additionally, the recombinant hosts described here, or a lysate prepared from the recombinant host cell, can be contacted with a raw material

prima de hidrocarboneto aromático. O uso de matéria prima de hidrocarboneto aromático, além da matéria-prima renovável, provê um caminho para converter o referido material derivado de petróleo em compostos que são mais benignos ao meio, redução do impacto ao meio. Exemplos de matéria-prima de hidrocarboneto aromático apropriada incluem, mas não estão limitados a, tolueno, benzeno, ácido benzoico e chiquimato (“shikimate”).aromatic hydrocarbon material. The use of aromatic hydrocarbon raw material, in addition to the renewable raw material, provides a way to convert the aforementioned petroleum-based material into compounds that are more benign to the environment, reducing impact to the environment. Examples of suitable aromatic hydrocarbon feedstock include, but are not limited to, toluene, benzene, benzoic acid and chiquimate (“shikimate”).

1.3 Rotas para os alcanos C7 difuncionais compreendendo etapas de catalisação de enzima:1.3 Routes to the difunctional C7 alkanes comprising enzyme catalysis steps:

[00174] Como declarado acima, as concretizações da presente invenção referem-se a métodos para produzir alcanos C7 di- ou trifuncionais na presença de um ou mais enzimas isoladas na presença de uma célula hospedeira recombinante expressando aquela/aquelas enzima(s), ou na presença de um lisado celular (ou um lisado parcialmente purificado) de célula (por exemplo, célula recombinante) que expressa à enzima(s). Em algumas concretizações, a produção de alcanos C7 di- ou trifuncionais inicia com pimelato ou pimeloil-Coa Ou pimeloil-[acph] e prossegue até um intermediário comum, denominado semialdeído de ácido pimélico. Especificamente, em algumas concretizações, a invenção refere-se a um método para produção de alcano C7 difuncional de ácido 7-aminoheptanóico através do uso de uma enzima que catalisa a aminação e semialdeído de ácido pimélico em ácido 7-aminoheptanóico. Ver, figura 1. Um semialdeído aminotransferase, tal como uma QO-transaminase pode ser utilizada. Exemplos de o- transaminase incluem, mas não estão limitadas as transaminases classificadas sob EC 2.6.1 tal como EC[00174] As stated above, embodiments of the present invention pertain to methods for producing di- or trifunctional C7 alkanes in the presence of one or more enzymes isolated in the presence of a recombinant host cell expressing that / those enzyme (s), or in the presence of a cell lysate (or a partially purified lysate) of a cell (e.g., recombinant cell) that expresses the enzyme (s). In some embodiments, the production of di- or trifunctional C7 alkanes starts with pimelate or pimeloil-Coa Or pimeloil- [acph] and proceeds to a common intermediate, called pyelic acid semialdehyde. Specifically, in some embodiments, the invention relates to a method for producing difunctional C7 alkane from 7-aminoheptanoic acid through the use of an enzyme that catalyzes the amination and semialdehyde of pyelic acid to 7-aminoheptanoic acid. See, figure 1. A semialdehyde aminotransferase, such as a QO-transaminase, can be used. Examples of o-transaminase include, but are not limited to, transaminases classified under EC 2.6.1 such as EC

2.6.1.18; EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.1; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.48;2.6.1.18; EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.1; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.48;

e EC 2.6.1.62. Em algumas concretizações, a aminotransferase é B-alanina aminotransferase classificada em EC 2.6.1.18 a partir de v. fluvialis, B. weihenstephanensis, P. aureginosa, B. subtilis, ou P. syringae. Ver WO 2011/031147, que é incorporada aqui em sua íntegra.and EC 2.6.1.62. In some embodiments, the aminotransferase is B-alanine aminotransferase classified in EC 2.6.1.18 from v. fluvialis, B. weihenstephanensis, P. aureginosa, B. subtilis, or P. syringae. See WO 2011/031147, which is incorporated here in its entirety.

[00175] Em algumas concretizações, 7-aminoheptanal pode ser produzido usando uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído de ácido 7-aminoheptanóico em 7-aminoheptanal. Ver, a figura 1. Uma desidrogenase aldeído classificada sob EC[00175] In some embodiments, 7-aminoheptanal can be produced using an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of 7-aminoheptanoic acid aldehyde to 7-aminoheptanal. See, figure 1. An aldehyde dehydrogenase classified under EC

1.2.1, tal como EC 1.2.1.4 ou EC 1.2.1.63, pode ser utilizada para produzir 7T-aminoheptanal a partir de ácido 7T- aminoheptanóico. A aldeído-desidrogenase/reductase de ácido carboxílico pode também estar em EC 1.2.99, por exemplo, EC1.2.1, such as EC 1.2.1.4 or EC 1.2.1.63, can be used to produce 7T-aminoheptanal from 7T-aminoheptanoic acid. Carboxylic acid aldehyde dehydrogenase / reductase may also be in EC 1.2.99, for example, EC

1.2.99.6. A reductase de ácido carboxílico pode também pertencer as desidrogenases de aldeído não acilante NAD- dependente, tal como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus sSpp..1.2.99.6. Carboxylic acid reductase may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenases, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus sSpp ..

[00176] Em algumas concretizações, heptametilenodiamina (também conhecido como 1,7-diaminoheptano) pode ser produzido a partir de 7-aminoheptanal usando uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino. Ver a figura 1. As aminotranserases apropriadas incluem, mas não estão limitadas a, aminotransferase em EC 2.6.1 tal como EC 2.6.1.18; EC[00176] In some embodiments, heptamethylenediamine (also known as 1,7-diaminoheptane) can be produced from 7-aminoheptanal using an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group. See Figure 1. Suitable aminotranserases include, but are not limited to, aminotransferase in EC 2.6.1 such as EC 2.6.1.18; EC

2.6.1.19; EC 2.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.48; e EC 2.6.1.62. Em algumas concretizações, a aminotransferase é B-alanina aminotransferase classificada em EC 2.6.1.18 a partir de V. fluvialis, B. weihenstephanensis, P. aureginosa, B. subtilis, ou P. syringae. Ver a publicação WO 2011/031147, que é incorporada aqui em sua íntegra.2.6.1.19; EC 2.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.48; and EC 2.6.1.62. In some embodiments, the aminotransferase is B-alanine aminotransferase classified in EC 2.6.1.18 from V. fluvialis, B. weihenstephanensis, P. aureginosa, B. subtilis, or P. syringae. See publication WO 2011/031147, which is incorporated here in its entirety.

[00177] Em algumas concretizações, enantolactama pode ser produzido a partir do ácido 7-aminoheptanóico usando uma enzima que catalisa a hidrólise amida do ácido 7- aminoheptaníco. Ver, a figura 1. As amidohidrolases apropriadas incluem amidotransferases classificadas sob EC[00177] In some embodiments, enantolactam can be produced from 7-aminoheptanoic acid using an enzyme that catalyzes the amide hydrolysis of 7-aminoheptanoic acid. See, figure 1. Suitable amidohydrolases include amidotransferases classified under EC

3.5.2 tal como EC 3.5.2.12 ou EC 3.5.2.11 pode ser utilizada.3.5.2 such as EC 3.5.2.12 or EC 3.5.2.11 can be used.

[00178] Em algumas concretizações, 7T-hidroxiheptanoato é produzido a partir de semialdeído de ácido pimélico ou 7- aminoheptanol é produzido a partir de 7-aminoheptanal usando uma enzima que catalisa a redução de um aldeído. Ver a figura[00178] In some embodiments, 7T-hydroxyheptanoate is produced from pyelic acid semialdehyde or 7-aminoheptanol is produced from 7-aminoheptanal using an enzyme that catalyzes the reduction of an aldehyde. See the figure

1. Por exemplo, uma álcool-desidrogenase classificada sob EC1. For example, an alcohol dehydrogenase classified under EC

1.1.1. tal como EC 1.1.1.2 ou EC 1.1.1.21 pode ser utilizado. Deverá ser entendido pelos técnicos no assunto que existe uma maior quantidade de álcool-desidrogenase com amplas faixas de substratos, e que outras desidrogenases a partir de EC1.1.1. such as EC 1.1.1.2 or EC 1.1.1.21 can be used. It should be understood by technicians on the subject that there is a greater amount of alcohol dehydrogenase with broad ranges of substrates, and that other dehydrogenases from EC

1.1.1.-; tal como 1.1.1.B3 ou EC 1.1.1.B4, ou 1.1.1.79, ou em EC 1.1.99, tal como EC 1.1.99.2 ou EC 1.1.99.6, podem também ser utilizadas para reduzir um aldeído no álcool correspondente. Alternativamente, uma álcool-oxidase pode também ser utilizada. A álcool-oxidase pode estar na classe EC 1.1.3.13.1.1.1.-; such as 1.1.1.B3 or EC 1.1.1.B4, or 1.1.1.79, or in EC 1.1.99, such as EC 1.1.99.2 or EC 1.1.99.6, can also be used to reduce an aldehyde in the corresponding alcohol . Alternatively, an alcohol oxidase can also be used. Alcohol oxidase can be in class EC 1.1.3.13.

[00179] Em algumas concretizações, o 1,7-heptanodiol pode ser produzido a partir de 7-hidroxiheptanoato usando uma aldeído-desidrogenase e uma álcool-desidrogenase. Um aldeído- desidrogenase apropriada pode ser classificada sob EC 1.2.1 (por exemplo, 1.2.1.4 ou EC 1.2.1.63 ou EC 1.1.1.21). Ver, a figura 1. Uma álcool-desidrogenase pode ser classificada sob EC 1.1.1. tal como EC 1.1.1.1 ou EC 1.1.1.2. Deverá ser entendido pelos técnicos no assunto que um número maior de álcool-desidrogenase com amplas faixas de substratos, e que outras desidrogenases de EC 1.1.1.-, tal como 1.1.1.B3 ou EC[00179] In some embodiments, 1,7-heptanediol can be produced from 7-hydroxyheptanoate using an aldehyde dehydrogenase and an alcohol dehydrogenase. An appropriate aldehyde dehydrogenase can be classified under EC 1.2.1 (for example, 1.2.1.4 or EC 1.2.1.63 or EC 1.1.1.21). See figure 1. An alcohol dehydrogenase can be classified under EC 1.1.1. such as EC 1.1.1.1 or EC 1.1.1.2. It should be understood by those skilled in the art that a greater number of alcohol dehydrogenase with broad ranges of substrates, and that other dehydrogenases of EC 1.1.1.-, such as 1.1.1.B3 or EC

1.1.1.B4, ou EC 1.1.1.79, ou em EC 1.1.99, tal como EC1.1.1.B4, or EC 1.1.1.79, or in EC 1.1.99, such as EC

1.1.99.2 ou EC 1.1.99.6, pode também ser utilizado para reduzir um aldeído no álcool correspondente. Alternativamente, uma álcool-oxidase pode estar na classe Ec1.1.99.2 or EC 1.1.99.6, can also be used to reduce an aldehyde in the corresponding alcohol. Alternatively, an alcohol oxidase may be in the Ec class

1.1.3.13. Similarmente, um vasto número de aldeído- desidrogenases ou reductases de ácido carboxílico com amplas especificidades de substratos existem. As aldeído- desidrogenases apropriadas incluem EC 1.2.1.3; EC 1.2.1.4; e EC 1.2.1.63. A aldeído-desidrogenase/reductases de ácido carboxílico pode ser também da EC 1.2.99, por exemplo, EC1.1.3.13. Similarly, a vast number of aldehyde dehydrogenases or carboxylic acid reductases with broad substrate specificities exist. Suitable aldehyde dehydrogenases include EC 1.2.1.3; EC 1.2.1.4; and EC 1.2.1.63. The aldehyde dehydrogenase / carboxylic acid reductases can also be from EC 1.2.99, for example, EC

1.2.99.6. A aldeído-desidrogenase/reductase de ácido carboxílico pode também pertencer às aldeído-desidrogenases não acilantes NAD-dependentes, tais como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus spp.. Alternativamente, uma aldeído-oxidase pode ser utilizado, tal como uma aldeído-oxidase obtida de EC1.2.99.6. The carboxylic acid aldehyde dehydrogenase / reductase may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenases, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus spp .. Alternatively, an aldehyde oxidase can be used, such as an aldehyde oxidase obtained from EC

1.2.3.1.1.2.3.1.

[00180] Nas concretizações nas quais alcanos C7 di- ou trifuncionais podem ser tóxicos ao hospedeiro (por exemplo, semialdeído tais como 7-oxoheptanoato ou 7-aminoheptanal), a conversão ao composto tóxico pode ser realizada in vitro usando enzimas isoladas ou um lisado a partir do hospedeiro recombinante. Em algumas concretizações, o composto tóxico é produzido pelo hospedeiro e, então subsequentemente convertido (usando enzimas isoladas, um hospedeiro recombinante expressando uma enzima, ou quimicamente convertido) em enantolactama.[00180] In embodiments in which di- or trifunctional C7 alkanes can be toxic to the host (e.g., semialdehyde such as 7-oxoheptanoate or 7-aminoheptanal), conversion to the toxic compound can be performed in vitro using isolated enzymes or a lysate from the recombinant host. In some embodiments, the toxic compound is produced by the host and then subsequently converted (using isolated enzymes, a recombinant host expressing an enzyme, or chemically converted) to enantolactam.

1.5 Rota biossintética para pimelato e/ou pimeloil-CoA:1.5 Biosynthetic route for pimelate and / or pimeloil-CoA:

[00181] Pimelato e/ou pimeloil-CoA pode ser obtido via um número de diferentes caminhos incluindo: (i) a-ceto suberato produzido a partir da rota de alongamento da cadeia de ácido a-ceto, ou (ii) a rota de biossíntese de biotina; (iii) rota de biossíntese de biotina II; (iv) a condensação e três moléculas de malonil-CoA em uma molécula única de pimeloil- CoA; (v) a rota de degradação de benzoato; (vi) rota de ciclohexano-carboxilato, (vi) a rota de D,L-diaminopimelato; e (vii) uma rota biossintética de partida da fonte de carbono é crotonato. Ver a figura 2. Estas rotas para pimelato e/ou pimeloil-CoA ou pimeloil-[acph] são descritas em maiores detalhes abaixo.[00181] Pimelate and / or pimeloyl-CoA can be obtained via a number of different pathways including: (i) suberate a-keto produced from the a-keto acid chain elongation route, or (ii) the biotin biosynthesis; (iii) biotin II biosynthesis route; (iv) condensation and three molecules of malonyl-CoA in a single molecule of pimeloyl-CoA; (v) the benzoate degradation route; (vi) cyclohexane-carboxylate route, (vi) the D, L-diaminopimelate route; and (vii) a biosynthetic route from the carbon source is crotonate. See figure 2. These routes for pimelate and / or pimeloil-CoA or pimeloil- [acph] are described in more detail below.

[00182] Em algumas destas rotas, pimelato pode ser produzido a partir de pimeloil-CoA usando uma enzima que catalisa a hidrólise de um tioéster. Por exemplo, enzimas que podem hidrolisar um tioéster incluem, mas não estão limitados a, tioesterases, ligases de ácido-tiol, e CoA-transferases. As tioesterases apropriadas incluem tioesterases classificadas em EC 3.1.2 tal como o produto de gene YciA, tesB ou Acotl3; EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.18; EC 3.1.2.19 ou EC 3.1.2.20. As tioesterases agindo sobre acil-[acp] tioésteres incluem EC[00182] In some of these routes, pimelate can be produced from pimeloyl-CoA using an enzyme that catalyzes the hydrolysis of a thioester. For example, enzymes that can hydrolyze a thioester include, but are not limited to, thioesterases, acid-thiol ligases, and CoA transferases. Suitable thioesterases include thioesterases classified in EC 3.1.2 such as the YciA, tesB or Acotl3 gene product; EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.18; EC 3.1.2.19 or EC 3.1.2.20. Thioesterases acting on acyl- [acp] thioesters include EC

3.1.2.14, tal como FatA, FatB, e EC 3.1.2.21. Por exemplo, uma das enzimas a seguir pode ser utilizada. Uma tioéster- hidrolase/acil-CoA tioesterase classificada em EC 3.1.2 tal como uma hidrolase acil-CoA de cadeia média dependente de ADP em EC 3.1.2.19 e EC 3.1.2.18, uma hidrolase acil-CoA em EC3.1.2.14, such as FatA, FatB, and EC 3.1.2.21. For example, one of the following enzymes can be used. A thioester-hydrolase / acyl-CoA thioesterase classified in EC 3.1.2 such as an ADP-dependent middle chain acyl-CoA hydrolase in EC 3.1.2.19 and EC 3.1.2.18, an acyl-CoA hydrolase in EC

3.1.2.20; ou o produto de gene de YciA, tesB ou Acotl3; hidrolases de oleoil- [veículo acil-proteína] em EC 3.1.4.14. As ligases ácido-tiol apropriadas incluem ligases ácido tiol classificadas em EC 6.2.1 tal como EC 6.2.1.3; EC 6.2.1.14; e Ec 6.2.1.23. As CoaA-transferases apropriadas incluem CoA- transferases classificadas sob EC 2.8.3 tal como EC 2.8.3.6; EC 2.8.3.8; EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13 ou EC 2.8.3.14, ou o produto de gene de ThnH que catalisa a transferência reversível de CoA em ácido pimélico.3.1.2.20; or the YciA, tesB or Acotl3 gene product; oleoyl- [acyl-protein vehicle] hydrolases in EC 3.1.4.14. Suitable acid-thiol ligases include thiol acid ligases classified in EC 6.2.1 such as EC 6.2.1.3; EC 6.2.1.14; and Ec 6.2.1.23. Suitable CoaA transferases include CoA transferases classified under EC 2.8.3 such as EC 2.8.3.6; EC 2.8.3.8; EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13 or EC 2.8.3.14, or the ThnH gene product that catalyzes the reversible transfer of CoA in pyelic acid.

[00183] O ácido heptanol, 7-dióico pode ser obtido a partir de pimeloil-[acp] através do uso de enzimas agindo sobre [acp] -tioésteres, tais como acil[acp]|-tioesterases em EC[00183] Heptanol, 7-dioic acid can be obtained from pimeloyl- [acp] through the use of enzymes acting on [acp] -thioesters, such as acyl [acp] | -thioesterases in EC

3.1.2.14, tal como fatA e fatB ou EC 3.1.2.21. Alternativamente, as ligases ácido-tiol agindo sobre [acp]- tioésteres podem ser utilizadas, tais como, EC 6.2.1.14 e Ec3.1.2.14, such as fatA and fatB or EC 3.1.2.21. Alternatively, acid-thiol ligases acting on [acp] - thioesters can be used, such as, EC 6.2.1.14 and Ec

6.2.1.20.6.2.1.20.

[00184] Alternativamente, o ácido pimélico pode ser obtidos do éster pimeloil-[acp]l-metila através da hidrólise da ligação do éster por AsaS (acil-ACP-sintetase), seguido pela remoção do grupo metila por uma lipase/esterase.[00184] Alternatively, pyelic acid can be obtained from the pimeloyl- [acp] 1-methyl ester by hydrolysis of the ester bond by AsaS (acyl-ACP-synthetase), followed by removal of the methyl group by a lipase / esterase.

[00185] Pimelato pode ser transformado em semialdeído de ácido pimélico usando uma enzima que catalisa a redução de um ácido carboxílico. As reductases apropriadas incluem, mas não estão limitadas a, reductases de ácido carboxílico classificada em EC 1.2.99. As reductases de ácido carboxílico podem também pertencer às aldeído-desidrogenases não acilantes dependentes de NAD, tal como ThnG em Sphingomonas e Cupriavidus spp.. ou reductases de acil-CoA graxo classificado em EC 1.2.1., tal como EC 1.2.1.3; Ec 1.2.1.10; EC 1.2.1.22; EC 1.2.150; EC 1.2.1.57; e EC 1.2.176. Em algumas concretizações, uma reductase acil-CoA graxo pode converter diretamente pimeloil-CoA ou pimeloil-[acp] em semialdeido de ácido pimélico. Exemplos de reductase carbonila em EC 1.2.99 incluem, mas não estão limitados a EC[00185] Pimelate can be transformed into semialdehyde of pyelic acid using an enzyme that catalyzes the reduction of a carboxylic acid. Appropriate reductases include, but are not limited to, carboxylic acid reductases classified in EC 1.2.99. Carboxylic acid reductases may also belong to NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenases, such as ThnG in Sphingomonas and Cupriavidus spp .. or fatty acyl-CoA reductases classified in EC 1.2.1., Such as EC 1.2.1.3; Ec 1.2.1.10; EC 1.2.1.22; EC 1.2.150; EC 1.2.1.57; and EC 1.2.176. In some embodiments, a fatty acyl-CoA reductase can directly convert pimeloyl-CoA or pimeloyl- [acp] to pyelic acid semialdehyde. Examples of carbonyl reductase in EC 1.2.99 include, but are not limited to, EC

1.2.99.6 a partir de Norcardia sp. (Aimin et al., “Appl. Environ. Microbiol.” 70, 1874-1881 (2004), incorporado aqui por referência) ou S. griséus (Suzuki et al., “J. Antibiot.”, (Tokyo), 60: 380-387 (2007) incorporada aqui por referência).1.2.99.6 from Norcardia sp. (Aimin et al., “Appl. Environ. Microbiol.” 70, 1874-1881 (2004), incorporated by reference) or S. griséus (Suzuki et al., “J. Antibiot.”, (Tokyo), 60 : 380-387 (2007) incorporated by reference).

Exemplos de reductases acil-CoA graxo em EC 1.2.1 incluem, mas não estão limitadas a EC 1.2.1.75, a partir de, por exemplo, C. aurantiacus (Hugler, M., et al., “J.Bacteriology”, 184: 2404-2410 (2002), incorporada aqui por referência), M. sedula (Kockelkorn, D. e Fuchs, G., “JJ. Bacteriology”, 191: 6352-6362 (2009), incorporada aqui por referência), ou Ss. tokodai (Alber, B. et al., “OT. Bacteriology”, 188: 8551-8559 (2006), incorporada aqui por referência); e 1.2.1.50 obtida de, por exemplo, Acinetobacter sp., A. platyrhynchos (Ishige, T., et al., “Appl. Envtl. Microbiology”, 68: 1192-1195 92002), incorporada aqui por referência), A. thaliana (Doan, T.T., et al., “Journal Plant Physiology”, 166: 787-796 (2009) e Hooks, M.A., et al. “Plant J.”, 20: 1-13 (1999), ambas as quais são incorporadas aqui por referência); Homo sapiens (McAndrew, R.P., et al., “J. Biol. Chem. 283: 9435-9443 (2008), incorporado por referência), M. Musculis, P. leiognathi, P. phosphoreum, P. sativum, ou S. chinesis. Exemplos de acil-[acp]reductases em EC 1.2.1 incluem EC 1.2.1.80, a partir de, por exemplo, Synecoccus elongates (Shirmer, A. et al. (2010). “Microbila Biosynthesis of alkanes - Science”, 329 (5991: 559-562).Examples of fatty acyl-CoA reductases in EC 1.2.1 include, but are not limited to, EC 1.2.1.75, from, for example, C. aurantiacus (Hugler, M., et al., “J.Bacteriology”, 184: 2404-2410 (2002), incorporated herein by reference), M. sedula (Kockelkorn, D. and Fuchs, G., “JJ. Bacteriology”, 191: 6352-6362 (2009), incorporated by reference), or Ss. tokodai (Alber, B. et al., "OT. Bacteriology", 188: 8551-8559 (2006), incorporated herein by reference); and 1.2.1.50 obtained from, for example, Acinetobacter sp., A. platyrhynchos (Ishige, T., et al., “Appl. Envtl. Microbiology”, 68: 1192-1195 92002), incorporated herein by reference), A thaliana (Doan, TT, et al., “Journal Plant Physiology”, 166: 787-796 (2009) and Hooks, MA, et al. “Plant J.”, 20: 1-13 (1999), both which are incorporated by reference); Homo sapiens (McAndrew, RP, et al., “J. Biol. Chem. 283: 9435-9443 (2008), incorporated by reference), M. Musculis, P. leiognathi, P. phosphoreum, P. sativum, or S Chinese. Examples of acyl- [acp] reductases in EC 1.2.1 include EC 1.2.1.80, from, for example, Synecoccus elongates (Shirmer, A. et al. (2010). “Microbila Biosynthesis of alkanes - Science”, 329 (5991: 559-562).

1.5.1 Alongamento da cadeia de ácido a-ceto:1.5.1 Elongation of the a-keto acid chain:

[00186] Os alcanos difuncionais podem ser produzidos a partir de Qa-ceto glutarato via reações sucessivas de alongamento de cadeia para 0a-ceto adipato, aceto pimelato ou a-ceto suberato conhecidos da técnica. Ver, por exemplo, a figura 3 e a publicação WO 2010/068944. A descarboxilação de ácido a-ceto dióico (Cn, n=5-8) ou o correspondente ácido 2- amino-dióico provê, então, precursores para O,OW-alcanos difuncionais de Cn-l, por exemplo, C4-7. Estas reações sucessivas de alongamento de cadeia do ácido alfa-ceto ocorrem na rota de biossíntese da coenzima B como elucidado na bactéria metanogênica, tal como —. Methanocaldococcus jannaschii, Methanococcus voltae, e Methanosarcina thermophila.[00186] Difunctional alkanes can be produced from Qa-keto glutarate via successive chain-length reactions to adipate 0-keto, pimelate aceto or suberate a-keto known in the art. See, for example, figure 3 and publication WO 2010/068944. The decarboxylation of α-keto dioic acid (Cn, n = 5-8) or the corresponding 2-amino-dioic acid then provides precursors for Cn-1 difunctional O, OW-alkanes, for example, C4-7. These successive alpha-keto acid chain elongation reactions occur on the coenzyme B biosynthesis pathway as elucidated in the methanogenic bacteria, such as -. Methanocaldococcus jannaschii, Methanococcus voltae, and Methanosarcina thermophila.

[00187] Estas três rodadas sucessivas de alongamento de cadeia de Qa-ceto glutarato (C5) para a-ceto suberato são catalisadas por meio das mesmas três enzimas agindo três vezes (e no caso de EC 4.2.1.114 (AksD (grandes subunidades de 3-isopropilmalato desidratase)/AksE (pequenas subunidades de 3-isopropilmalato desidratase) seis vezes) sobre os substratos, cada vez aumentando o comprimento de cadeia. Ver a figura 3. Estas enzimas incluem, mas não estão limitadas a: EC 2.3.3.14:homocitrato sintase/AksA (alpha-isopropilmalato sintase), que age sobre a a-cetoglutarato, a-ceto adipato, e a-ceto imelato; EC 4.2.1.114; homoaconitase ou AksD/AKksSE, que catalisa as reações de desidratação de (R)-homocitrato, dihomocitrato e trihomocitrato, bem como as reações de hidratação de cis-homoaconitato, cis-(homo);-aconitato e cis- —- (homo) ;-aconitato; e Ec 1.1.1.87: desidrogenase homoisocitrato ou AksF (desidrogenase 3-isopropilmalato multifuncional /desidrogenase D-malato; que catalisam a descarboxilação oxidativa dependente de NAD(P)+ de homoisocitrato, treo-isso(homo),;-citrato e treo-isso (homo) ;- citrato.[00187] These three successive rounds of chain stretching from Qa-keto glutarate (C5) to a-keto suberate are catalyzed through the same three enzymes acting three times (and in the case of EC 4.2.1.114 (AksD (large subunits of 3-isopropylmalate dehydratase) / AksE (small subunits of 3-isopropylmalate dehydratase) six times) on the substrates, each time increasing the chain length, see figure 3. These enzymes include, but are not limited to: EC 2.3.3.14 : homocitrate synthase / AksA (alpha-isopropylmalate synthase), which acts on a-ketoglutarate, a-keto adipate, and a-keto imelate; EC 4.2.1.114; homoaconitase or AksD / AKksSE, which catalyzes dehydration reactions of ( R) -homocitrate, dihomocitrate and trihomocitrate, as well as hydration reactions of cis-homoaconitate, cis- (homo); - aconitate and cis- —- (homo); -aconitate; and Ec 1.1.1.87: dehydrogenase homoisocitrate or AksF (multifunctional 3-isopropylmalate dehydrogenase / D-malate dehydrogenase; which catalyze the oxidative xylation dependent on NAD (P) + homoisocitrate, treo-tha (homo),; - citrate and treo-tha (homo); - citrate.

[00188] Exemplos de enzimas AksA incluem, mas não estão limitadas a, aquelas em EC 2.3.3 tal como EC 2.3.13 ou[00188] Examples of AksA enzymes include, but are not limited to, those in EC 2.3.3 such as EC 2.3.13 or

2.3.3.14. Exemplos de enzimas AksD incluem aquelas em EC2.3.3.14. Examples of AksD enzymes include those in EC

4.2.1 tal como EC 4.2.1.36. Exemplos de enzimas AksF incluem, mas não estão limitadas às enzimas em EC 1.1.1., tal como, EC4.2.1 such as EC 4.2.1.36. Examples of AksF enzymes include, but are not limited to, the enzymes in EC 1.1.1., Such as, EC

1.1.1.87. Crotonil-CoA é biotransformado em glutaconil-l-Coa usando uma enzima classificada sob EC 4.1.1.70; glutaconil-l1- Coa é biotransformado em glutaril-CoA usando uma enzima classificada sob EC 1.3.99.7; glutaril-CoA é biotransformado em 3-cetopimelil-CoA usando uma enzima classificada sob EC1.1.1.87. Crotonil-CoA is biotransformed into glutaconyl-1-Coa using an enzyme classified under EC 4.1.1.70; glutaconyl-l1- Coa is biotransformed into glutaryl-CoA using an enzyme classified under EC 1.3.99.7; glutaryl-CoA is biotransformed to 3-ketopimelyl-CoA using an enzyme classified under EC

2.3.1.43; 3-cetopimelil-Coa é biotransformado em 3- hidroxipimelil-Coa usando uma enzima classificada sob EC2.3.1.43; 3-ketopimelyl-Coa is biotransformed to 3-hydroxypimelyl-Coa using an enzyme classified under EC

1.1.1.4259; 3-hidroxipimelil-CoA é biotransformado em 2,3- didehidro-pimeloil-CoA é biotransformado em pimeloil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 1.3.1.62. O pimeloil- Coa é subsequentemente transformado em ácido pimélico.1.1.1.4259; 3-hydroxypimelyl-CoA is biotransformed to 2,3-didehydro-pimeloyl-CoA is biotransformed to pimeloyl-CoA using an enzyme classified under EC 1.3.1.62. Pimeloyl-Coa is subsequently transformed into pyelic acid.

[00189] Assim, em algumas concretizações, a invenção provê uma célula hospedeira recombinante compreendendo as enzimas para conversão de acetil-CoA em ácido heptano-l,7-dióico. Em algumas concretizações, a célula hospedeira recombinante tem uma deficiência em ácido 7-ceto-8-aminopelargônico sintetase, uma enzima capaz de converter 6-carboxihexanoil-CoA (pimeloil-CoA) em ácido 7-ceto-8-aminopelargônico (KAPA), e codificado pelo gene BioF no hospedeiro, se o organismo hospedeiro tem uma rota de biossíntese de biotina nativa, de modo que pimeloil-Coa ou Ppimeloil-[acp] não pode ser transferido na biossíntese de biotina. Em algumas concretizações, BioI é super-expresso para aumentar O pimeloil-[acp] formado via clivagem oxidativa de ésteres de ácido-[acp] graxo. Em algumas concretizações, [lacp]- transferase/sintetases ativa as longas cadeias de ácido graxo para seus correspondentes [acp]-tioesteres para clivagem por BioI super-expresso na célula hospedeira. As concretizações da invenção também proveem um método para produção de ácido heptano-1l,7-dióico compreendendo o uso das referidas células hospedeiras recombinantes.[00189] Thus, in some embodiments, the invention provides a recombinant host cell comprising enzymes for converting acetyl-CoA to heptane-1,7-dioic acid. In some embodiments, the recombinant host cell has a deficiency in 7-keto-8-aminopelargonic acid synthetase, an enzyme capable of converting 6-carboxyhexanoyl-CoA (pimeloyl-CoA) into 7-keto-8-aminopelargonic acid (KAPA), and encoded by the BioF gene in the host, if the host organism has a native biotin biosynthesis pathway, so that pimeloil-Coa or Ppimeloil- [acp] cannot be transferred in biotin biosynthesis. In some embodiments, BioI is overexpressed to increase the pimeloyl- [acp] formed via oxidative cleavage of fatty acid- [acp] esters. In some embodiments, [lacp] - transferase / synthetases activates the long fatty acid chains for their corresponding [acp] -thioesteres for cleavage by overexpressed BioI in the host cell. Embodiments of the invention also provide a method for producing heptane-1,7,7-dioic acid comprising the use of said recombinant host cells.

1.5.6 rota de degradação de benzoil-CoA:1.5.6 benzoyl-CoA degradation route:

[00190] Uma fonte adicional de pimeloil-Coa e/ou ácido pimélico contemplada aqui é a rota de degradação de benzoato na figura 7. Ver, por exemplo, Bernsteinb, J.R., et al., “Metabolic Eng'9”, 10:131-140 (2008); Harwood, C.S., et a., “FEMS, Microbiology Reviews”, 22: 439-458 (1999); e Harrison, F.H., e Harwood, C.S., “Microbiology”, 151: 727-736 (2005), todos os quais são incorporados aqui por referência. Um número de transformações é ilustrado na figura 7, onde o benzoato é convertido em benzoil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 6.2.1.25, e finalizando em pimeloil-Coa. Benzoil-CoA é convertido em ciclohexa-l,5-dienocarbonil-CoA usando uma enzima classificada sub EC 1.3.99.15. Em algumas concretizações, ciclohexa-1,5-dienocarbonil-CoA é biotransformado em 6-hidroxiciclohex-l-eno-l-carboxil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 4.2.1.100; o- hidroxiciclhex-l-eno-l-carboxil-CoA é biotransformado em 6- cetoxiciclohex-l1-eno-l-carboxil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 1.1.1-; 6-cetoxiciclohex-l-eno-carboxil- Coa é biotransformado em 3-hidroxipimelil-Coa usando uma enzima classificada sob EC 3.7.1.-; 3-hidroxiimelil-CoA é biotransformada em 6-carboxilhex-2enoil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 4.,2.1-; 3-hidroxipimelil-CoA é biotransformada em pomeliol-CoA usando uma enzima classificada em EC 1.3.1.62. O pimeloil-CoA, na volta, é convertido em ácido pimélico (ácido heptano-l,7-dióico). Em algumas concretizações, ciclohexa-l,5-dienocarbonil-CoA é biotransformado em ciclohex-l-eno-lcarboxil-CoA, ciclohex-1- eno-l-carboxil-CoA é biotransformada em 2-hidroxiciclohexano-[00190] An additional source of pimeloil-Coa and / or pyelic acid contemplated here is the benzoate degradation route in figure 7. See, for example, Bernsteinb, JR, et al., “Metabolic Eng'9”, 10: 131-140 (2008); Harwood, C.S., et a., "FEMS, Microbiology Reviews", 22: 439-458 (1999); and Harrison, F.H., and Harwood, C.S., "Microbiology", 151: 727-736 (2005), all of which are incorporated herein by reference. A number of transformations are illustrated in figure 7, where the benzoate is converted to benzoyl-CoA using an enzyme classified under EC 6.2.1.25, and ending in pimeloyl-Coa. Benzoyl-CoA is converted to cyclohexa-1,5-dienocarbonyl-CoA using an enzyme classified under EC 1.3.99.15. In some embodiments, cyclohexa-1,5-dienocarbonyl-CoA is biotransformed to 6-hydroxycyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA using an enzyme classified under EC 4.2.1.100; o-hydroxycyclhex-1-ene-1-carboxyl-CoA is biotransformed to 6-cetoxicyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA using an enzyme classified under EC 1.1.1-; 6-cetoxicyclohex-1-ene-carboxyl- Coa is biotransformed to 3-hydroxypimelyl-Coa using an enzyme classified under EC 3.7.1.-; 3-hydroxyimelyl-CoA is biotransformed to 6-carboxylhex-2enoyl-CoA using an enzyme classified under EC 4., 2.1-; 3-hydroxypimelyl-CoA is biotransformed into pomeliol-CoA using an enzyme classified in EC 1.3.1.62. Pimeloyl-CoA, on the way back, is converted to pyelic acid (heptane-1,7,7-dioic acid). In some embodiments, cyclohex-1,5-dienocarbonyl-CoA is biotransformed into cyclohex-1-ene-lcarboxyl-CoA, cyclohex-1-ene-1-carboxyl-CoA is biotransformed into 2-hydroxycyclohexane-

l1-carboxil-CoA usando uma enzima classificada sob EC 4.2.1.-; 2-hidroxiciclohexano-l-caroxil-Coa é biotransformado em 2- cetociclohexano-l-carboxil-CoA é biotransformado em pimeloil- CoA usando uma enzima classificada em EC 3.1.2.- (por exemplo, uma -cetociclohexano-carboxil-CoA hidrolase Rp-badI, uma enzima classificada sob EC 3.1.2.-).l1-carboxyl-CoA using an enzyme classified under EC 4.2.1.-; 2-hydroxycyclohexane-1-caroxyl-Coa is biotransformed to 2-ketocyclohexane-1-carboxyl-CoA is biotransformed into pimeloyl-CoA using an enzyme classified in EC 3.1.2.- (for example, a -ketocyclohexane-carboxyl-CoA hydrolase Rp-badI, an enzyme classified under EC 3.1.2.-).

[00191] Em algumas concretizações, a célula hospedeira recombinante capaz de produzir ácido heptano-l,7-dióico inclui um ou mais das enzimas listadas na figura 7 ou nesta seção.[00191] In some embodiments, the recombinant host cell capable of producing heptane-1,7-dioic acid includes one or more of the enzymes listed in figure 7 or in this section.

1.5.7 Rota 2,6-diaminopimelato:1.5.7 2,6-diaminopimelate route:

[00192] Ainda uma outra fonte de pimelato é D,L- diaminopimelato, também conhecido como 2,6-diaminopimelato. D, L-diaminopimelato é um intermediário na produção de lisina. Em algumas concretizações, uma rota endógena de lisina pode ser modificada para produzir, preferivelmente, pimelato através da criação e células hospedeiras recombinantes que tem uma deficiência na diaminopimelato descarboxilase, ver, por exemplo, a figura 10. A D,L diaminopimelato pode ser biotransformada em um ácido monoamino-pimélico insaturado por uma enzima que catalisa a desaminação redutiva de D,L- diaminopimelato em ácido 6-amino-2-heptenodióico. Exemplos de enzimas que catalisam a desaminação redutiva de D,L-diamino- pimilato incluem amônia-liases classificadas em EC 4.3.1 tal como EC 4.3.1.1; EC 4.3.1.2; EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4,.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC 4.3.1.14; EC 4.3.1.23; e EC[00192] Yet another source of pimelate is D, L-diaminopimelate, also known as 2,6-diaminopimelate. D, L-diaminopimelate is an intermediate in the production of lysine. In some embodiments, an endogenous lysine pathway can be modified to produce, preferably, pimelate by breeding and recombinant host cells that have a deficiency in diaminopimelate decarboxylase, see, for example, figure 10. AD, L diaminopimelate can be biotransformed into a monoamino-pimelic acid unsaturated by an enzyme that catalyzes the reductive deamination of D, L-diaminopimelate in 6-amino-2-heptenedioic acid. Examples of enzymes that catalyze the reductive deamination of D, L-diamino-pyylate include ammonia lyases classified in EC 4.3.1 such as EC 4.3.1.1; EC 4.3.1.2; EC 4.3.1.3; EC 4.3.1.9; EC 4, .3.1.12; EC 4.3.1.13; EC 4.3.1.14; EC 4.3.1.23; and EC

4.,3.1.24. Em algumas concretizações, a amônia liase é uma amônia-liase metil aspartato classificada sob EC 4.3.1.2 a partir de C. amalonaticus, C. tetanomorphum ou A. oryzae. Ver, por exemplo, Botting, “Biochemistry”, 27: 2953-29554., 3.1.24. In some embodiments, ammonia lyase is an ammonia lyase methyl aspartate classified under EC 4.3.1.2 from C. amalonaticus, C. tetanomorphum or A. oryzae. See, for example, Botting, “Biochemistry”, 27: 2953-2955

(1988); e Kato, “Appl. Microbiol. Biotechnol.”, 50: 468-474 (1998), o total da qual sendo incorporado aqui por referência.(1988); and Kato, “Appl. Microbiol. Biotechnol. ”, 50: 468-474 (1998), the total of which is incorporated herein by reference.

[00193] O ácido 6-amino-2-heptenodióico pode ser biotransformado em ácido 2-amino-2heptenodióico usando uma enzima que catalisa a redução de enoato do ácido 6-amino-2- heptenodióico para ácido 2-amino-2-heptanodióico (também conhecido como ácido 2-aminopimélico ou Qaraminopimelato). Exemplos de enzimas que catalisam a redução de enoato do ácido 6-amino-2-heptenodióico inclui enoato reductases classificadas em EC 1.3.1, tal como EC 1.3.1.8; EC 1.3.1.9 EC 1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC[00193] 6-Amino-2-heptenedioic acid can be biotransformed into 2-amino-2-heptenedioic acid using an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 6-amino-2-heptenedioic acid to 2-amino-2-heptanoedioic acid ( also known as 2-aminopimelic acid or Qaraminopimelate). Examples of enzymes that catalyze the reduction of 6-amino-2-heptenedioic acid enoate include enoate reductases classified in EC 1.3.1, such as EC 1.3.1.8; EC 1.3.1.9 EC 1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC

1.3.1.44 ou desidrogenase pimeloil-CoA em EC 1.3.1.62, tal como PimC/PimD ou ThnJ/ThnK. A enoato-reductase pode também ser em Ec 1.3, tal como 1.3.8.1 ou Ec 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 ou Syntrophys aciditrophicus 2,3-didehidropimelil-CoA reductase e homólogos dos mesmos. Em algumas concretizações, a enoato reductase é YqiM ou OPR1/3 em EC 1.3.1.31 a partir de B. subtilis ou L. esculentum, respectivamente. Ver, por exemplo, Stueckler, “Org. Lett.”, 9: 5409-5411 (2007) Ktzing, “J. Biol. Chem.”, 280: 27904-27913 (2005); Hall, “Angew. Chem. Int. Ed.”, 46: 3934-3937 (2007); e Breithaupt, “Proc. Natl. Acad. Sci.”, USA 103: 14337-14342 (2006), o qual é incorporado aqui em sua íntegra.1.3.1.44 or pimeloyl-CoA dehydrogenase in EC 1.3.1.62, such as PimC / PimD or ThnJ / ThnK. The enoato-reductase can also be in Ec 1.3, such as 1.3.8.1 or Ec 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 or Syntrophys aciditrophicus 2,3-didehydropyelyl-CoA reductase and homologues thereof. In some embodiments, the enoate reductase is YqiM or OPR1 / 3 in EC 1.3.1.31 from B. subtilis or L. esculentum, respectively. See, for example, Stueckler, “Org. Lett. ”, 9: 5409-5411 (2007) Ktzing,“ J. Biol. Chem. ”, 280: 27904-27913 (2005); Hall, “Angew. Chem. Int. Ed. ”, 46: 3934-3937 (2007); and Breithaupt, “Proc. Natl. Acad. Sci. ”, USA 103: 14337-14342 (2006), which is incorporated here in its entirety.

[00194] O ácido 2-aminopimélico pode ser convertido no correspondente ácido 2-heptenodióico (também conhecido como ácido 2,3-didehidropimélico) através de uma enzima que catalisa a desaminação redutiva do ácido 2-aminopimélico. Exemplos de enzimas que catalisa a desaminação redutiva do ácido 2-aminopimélico incluem amônia-liases classificas em[00194] 2-Aminopimelic acid can be converted into the corresponding 2-heptenedioic acid (also known as 2,3-didehydropyelic acid) through an enzyme that catalyzes the reductive deamination of 2-aminopimelic acid. Examples of enzymes that catalyze the reductive deamination of 2-aminopimelic acid include ammonia lyases classified as

EC 4.3.1 tal como EC 4.3.1.1; EC 4.3.1.2; EC 4.3.1.3; ECEC 4.3.1 such as EC 4.3.1.1; EC 4.3.1.2; EC 4.3.1.3; EC

4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC 4.3.1.14; EC 4.3.1.23; ou EC 4.3.1.24, como acima descrito.4.3.1.9; EC 4.3.1.12; EC 4.3.1.13; EC 4.3.1.14; EC 4.3.1.23; or EC 4.3.1.24, as described above.

[00195] O ácido 2-hepteno dióico pode ser transformado em ácido 2-hepteno-dióico-CoA usando uma CoA-transferase (por exemplo, uma CoA-transferase classificada em EC 2.8.3, tal como EC 2.8.3.12; EC 2.8.3.13 ou EC 2.8.3.14 ou o produto de gene de ThnH que catalisa a transferência reversível de Coa em ácido pimélico) e uma ligase ácido-tiol (por exemplo, uma ligase ácido-itol classificada em EC 6.2.1, tal como EC[00195] 2-Heptene dioic acid can be transformed into 2-heptene-dioic acid-CoA using a CoA transferase (for example, a CoA transferase classified in EC 2.8.3, such as EC 2.8.3.12; EC 2.8 .3.13 or EC 2.8.3.14 or the ThnH gene product that catalyzes the reversible transfer of Coa to pyelic acid) and an acid-thiol ligase (for example, an acid-itol ligase classified in EC 6.2.1, such as EC

6.2.1.3; EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14; ou EC 6.2.1.23).6.2.1.3; EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14; or EC 6.2.1.23).

[00196] O ácido 2-hepteno dióico-CoA é então convertido ao pimeloil-CoA através de uma enzima que catalisa a redução de enoato do ácido 2-hepteno dióico tal como uma enzima enoato reductase classificada em EC 1.3.1. Pimeloil-CoA pode ser convertida em pimelato ou semialdeído de ácido pimélico como descrito acima.[00196] 2-Heptene dioic acid-CoA is then converted to pimeloyl-CoA by an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 2-heptene dioic acid such as an enoate reductase enzyme classified in EC 1.3.1. Pimeloyl-CoA can be converted to pimelate or semialdehyde of pyelic acid as described above.

[00197] Como mostrado na figura 10 e na figura 3, QO- ceto pimelato também pode passar uma corrida do alongamento de cadeia em a-ceto-suberato usando as enzimas de alongamento de cadeia, tal como aqueles presentes em bactéria metanogênica (por exemplo, methanobacterium autotrophicum). As referidas enzimas de alongamento de cadeia, mas não estão limitadas a AksA, AksD, e AksSE ou F como discutido acima. Exemplos de enzimas AksA incluem, mas não estão limitadas a, aqueles em EC 2.3.3. Exemplos de enzimas em EC 2.3.3 incluem, mas não estão limitados a EC 2.3.13 ou 2.3.3.14. Exemplos de enzimas AksD incluem aquelas em EC 4.2.1 Uma enzima exemplificativa em EC 4.2.1 inclui, mas não estão limitadas a EC 4.2.1.36. Exemplos das enzimas AksF incluem, mas não estão limitadas a em EC 1.1.1. Um exemplo de enzima em EC 1.1.1. Inclui, mas não está limitado a EC 1.1.1.87. E neste exemplo, o representante das enzimas compreende uma descarboxilase. Exemplos de descarboxilase incluem aqueles em EC 4.1.1. Exemplos de descarboxilases em EC 4.1.1 incluem, mas não estão limitados a EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC 4.1.1.17; EC 4,1.1.18; EC 4.1.1.19; EC 4.1.1.20 e EC 4.1.1.86.[00197] As shown in figure 10 and figure 3, QO-keto pimelate can also pass a chain-lengthening run on a-keto-suberate using chain-lengthening enzymes, such as those present in methanogenic bacteria (for example , methanobacterium autotrophicum). Said chain elongation enzymes, but are not limited to AksA, AksD, and AksSE or F as discussed above. Examples of AksA enzymes include, but are not limited to, those in EC 2.3.3. Examples of enzymes in EC 2.3.3 include, but are not limited to, EC 2.3.13 or 2.3.3.14. Examples of AksD enzymes include those in EC 4.2.1 An exemplary enzyme in EC 4.2.1 includes, but is not limited to, EC 4.2.1.36. Examples of AksF enzymes include, but are not limited to, in EC 1.1.1. An example of an enzyme in EC 1.1.1. It includes, but is not limited to, EC 1.1.1.87. And in this example, the enzyme representative comprises a decarboxylase. Examples of decarboxylase include those in EC 4.1.1. Examples of decarboxylases in EC 4.1.1 include, but are not limited to, EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC 4.1.1.17; EC 4,1.1.18; EC 4.1.1.19; EC 4.1.1.20 and EC 4.1.1.86.

[00198] Em algumas concretizações, acetil-CoA pode ser alimentado em um ciclo de ácido tricarboxílico (TCA), no qual acetil-CoA é transformado em ácido succínico (ácido butan- 1,4-dióico). O ácido succínico é então divertido a partir do ciclo TCA em uma sintetização de ácido pimélico iniciando com a bio-transformação de 2-oxoglutarato em ácido 2-hidroxi- 1,2,4-butanotricarboxílico (homocitrato) (por exemplo, uma enzima em EC 2.3.3.14); bio-transformação de homocitrato para homo-cis-aconitase em homo-cis-aconitase para homoisocitrato usando uma enzima classificada sob EC 4.2.1.36; bio transformação d e homoisocitrato para oxaloglutarato usando uma enzima classificada sob EC 1.1.1.87; bio-transformação de oxaloglutarato em 2-oxoadipato usando uma enzima classifica sob EC 1.1.1.87, e bio-transformação de 2-oxodipato para glutaril-CoA usando uma enzima classificada sob EC 1.2.4.2. O glutaril-CoA pode ser convertido em pomeloil-CoA como discutido acima. O homocitrato é finalmente convertido em pimeloil-CoA e, subsequentemente, em ácido pimélico como descrito aqui.[00198] In some embodiments, acetyl-CoA can be fed in a cycle of tricarboxylic acid (TCA), in which acetyl-CoA is transformed into succinic acid (butan-1,4-dioic acid). Succinic acid is then funneled from the TCA cycle into a synthesis of pyelic acid starting with the bio-transformation of 2-oxoglutarate into 2-hydroxy-1,2,4-butanotricarboxylic acid (homocitrate) (for example, an enzyme in EC 2.3.3.14); bio-transformation of homocitrate to homo-cis-aconitase into homo-cis-aconitase to homoisocitrate using an enzyme classified under EC 4.2.1.36; bio-transformation from homoisocitrate to oxaloglutarate using an enzyme classified under EC 1.1.1.87; bio-transformation of oxaloglutarate to 2-oxoadipate using an enzyme classified under EC 1.1.1.87, and bio-transformation of 2-oxodipate to glutaryl-CoA using an enzyme classified under EC 1.2.4.2. Glutaryl-CoA can be converted to pomeloyl-CoA as discussed above. The homocitrate is finally converted to pimeloyl-CoA and subsequently to pyelic acid as described here.

[00199] A a-ceto-suberato pode também ser descarboxilada em um ácido a-ceto descarboxilase para formar semialdeído de ácido pimélico, ou convertido em a-aminosuberato, usando uma ácido aminotransferase amino que conduzirá diretamente a ácido T7-aminoheptanóico na descarboxilação por um ácido a- amino descarboxilase. Alternativamente, o semialdeído de ácido pimélico pode ser convertido em ácido 7-aminoheptanóico usando uma Q-aminotransferase. Exemplos de ácido Qa-ceto descarboxilases incluem aqueles na EC 4.1.1. tal como EC[00199] α-keto-suberate can also be decarboxylated to an α-keto decarboxylase acid to form pyelic acid semialdehyde, or converted to α-aminosuberate, using an amino aminotransferase that will lead directly to T7-aminoheptanoic acid in decarboxylation by an α-amino decarboxylase acid. Alternatively, pyelic acid semialdehyde can be converted to 7-aminoheptanoic acid using a Q-aminotransferase. Examples of Qa-keto acid decarboxylases include those in EC 4.1.1. such as EC

4.1.1.1; EC 4.1.1.7; e EC 4.1.1.72 ou uma acetolactato sintase na classe EC 2.2.1.6.4.1.1.1; EC 4.1.1.7; and EC 4.1.1.72 or an acetolactate synthase in class EC 2.2.1.6.

[00200] Exemplos de descarboxilase de ácido a-amino incluem aquelas em EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC 4.1.1.17; EC 4,.1.1.18; EC 4.1.1.19; EC 4.1.1.20; EC 4.1.1.45 e EC[00200] Examples of a-amino acid decarboxylase include those in EC 4.1.1.11; EC 4.1.1.15; EC 4.1.1.17; EC 4, .1.1.18; EC 4.1.1.19; EC 4.1.1.20; EC 4.1.1.45 and EC

4.1.1.86. Em algumas concretizações, a descarboxilases compreende ceto-isovalerato descarboxilase kivD em EC 4.1.1.1 de L. lactis; benzoilformato descarboxilase mdIC A460I ou BFD em EC 4.1.1.7 de P. putida; isozimas descarboxilase piruvato 1 e 2 pdel em EC 4.1.1.1 de S. cerevisiae; descarboxilase piruvato Pdce (1472A) de Z. mobilis; ou cadeia ramificada de ácido alfa-ceto descarboxilase kdcA em EC 4.1.1.72 de L. lactis, como descrito na publicação WO 2011/031147, a qual foi incorporada aqui por referência em sua íntegra. Exemplos de aminotransferase de ácido amino incluem aqueles em EC4.1.1.86. In some embodiments, the decarboxylases comprise kivD keto-isovalerate decarboxylase in EC 4.1.1.1 of L. lactis; benzoylformate decarboxylase mdIC A460I or BFD in EC 4.1.1.7 of P. putida; isozymes decarboxylase pyruvate 1 and 2 pdel in EC 4.1.1.1 of S. cerevisiae; pdce pyruvate decarboxylase (1472A) from Z. mobilis; or branched chain of alpha-keto acid decarboxylase kdcA in EC 4.1.1.72 of L. lactis, as described in publication WO 2011/031147, which has been incorporated herein by reference in its entirety. Examples of amino acid aminotransferase include those in EC

2.6.1, tal como EC 2.6.1.21; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.42; e EC2.6.1, such as EC 2.6.1.21; EC 2.6.1.39; EC 2.6.1.42; and EC

2.6.1.67. Exemplos de O amino-transferases incluem aqueles em EC 2.6.1, tal como EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.18; EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.48; e EC 2.6.1.62.2.6.1.67. Examples of amino transferases include those in EC 2.6.1, such as EC 2.6.1.11; EC 2.6.1.13; EC 2.6.1.18; EC 2.6.1.19; EC 2.6.1.48; and EC 2.6.1.62.

[00201] Em uma concretização, a-ceto pimelato pode ser contatado com um ou mais enzimas que catalisa a redução cetona em a-hidroxipimelato (por exemplo, uma carbonil- reductase tal como Ec 1.1.1.184), que em seguida pode ser convertida em a-hidroxipimelato CoA usando uma enzima que catalisa a transferência de CoA (por exemplo, uma CoA-[00201] In one embodiment, a-keto pimelate can be contacted with one or more enzymes that catalyze the ketone reduction in a-hydroxypimelate (for example, a carbonyl reductase such as Ec 1.1.1.184), which can then be converted in a-hydroxypimelate CoA using an enzyme that catalyzes the transfer of CoA (for example, a CoA-

transferase descrita acima). A ar-hidroxipimelato CoA pode ser convertida em ácido 2-hepteno dióico CoA com uma enzima que catalisa a desidratação de arhidroxipimelato-CoA (por exemplo, uma hidro-liase classificada sob EC 4.2.1 tal como EC 4.2.1.2, EC 4.2.1.17; EC 4.2.1.18; EC 4.2.1.59 e ECtransferase described above). Ar-hydroxypimelate CoA can be converted to 2-heptene dioic acid CoA with an enzyme that catalyzes the dehydration of arhydroxypimelate-CoA (for example, a hydro-lyse classified under EC 4.2.1 such as EC 4.2.1.2, EC 4.2. 1.17; EC 4.2.1.18; EC 4.2.1.59 and EC

4.2.1.61). O ácido 2-hepeteno dióico CoA pode ser convertido em pimélico-CoA usando uma enzima que catalisa a redução de enoato do ácido 2-hepteno dióico CoA. As enoatos reductases apropriados são descritas acima.4.2.1.61). 2-hepetene dioic acid CoA can be converted to pyelic-CoA using an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 2-heptene dioic acid CoA. The appropriate enoate reductases are described above.

[00202] Em algumas concretizações, a invenção provê uma célula hospedeira recombinante compreendendo um ou mais enzimas necessárias para converter D, L-diaminopimelato, preferivelmente, a pimelato.[00202] In some embodiments, the invention provides a recombinant host cell comprising one or more enzymes necessary to convert D, L-diaminopimelate, preferably to pimelate.

1.5.8 Rota Crotonato1.5.8 Crotonato Route

[00203] Uma fonte de pimeloil-Coa, e finalmente uma fonte de pimelato, é uma rota biossintética onde o iníco da fonte de carbono é crotonato. Aquela rota biosintética é ilustrada na figura 9. Ver, por exemplo, Mouttaki, H., et al., “Applied Envtl. Microbiology”, 73: 930-938 (2001). O crotonato é quebrado em acetil-Coa. Foi reportado que dois terços de acetil-CoA produzido na rota biossintética mostrado na figura 9, é transformado em acetato. Em algumas concretizações, a invenção provê uma célula hospedeira recombinante que é deficiente nas enzimas que iriam converter acetil-CoA em acetato (por exemplo, uma fosfato-acetiltransferase e acetato-quinase tal como aquela de acetil-CoA) ao invés da conversão de acetoacetil-Coa e, subsequentemente em glutaconil-CoA em um número de etapas metabólicas como mostrado na figura 9. A glutaconil-CoA é subsequentemente convertida em glutaril-CoA. A glutaril-Coa é uma cadeia estendida para formar 3-oxopimelil-CoA. Após uma redução, desidratação, e uma segunda redução, pimelil-CoA é obtido.[00203] A source of pimeloil-Coa, and finally a source of pimelate, is a biosynthetic route where the beginning of the carbon source is crotonate. That biosynthetic route is illustrated in figure 9. See, for example, Mouttaki, H., et al., “Applied Envtl. Microbiology ”, 73: 930-938 (2001). The crotonate is broken down into acetyl-Coa. It has been reported that two thirds of acetyl-CoA produced in the biosynthetic route shown in figure 9, is transformed into acetate. In some embodiments, the invention provides a recombinant host cell that is deficient in the enzymes that would convert acetyl-CoA to acetate (for example, a phosphate-acetyltransferase and acetate-kinase such as that of acetyl-CoA) instead of the conversion of acetoacetyl -Coa and subsequently into glutaconyl-CoA in a number of metabolic steps as shown in figure 9. Glutaconyl-CoA is subsequently converted to glutaryl-CoA. Glutaryl-Coa is an extended chain to form 3-oxopimelyl-CoA. After a reduction, dehydration, and a second reduction, pimelil-CoA is obtained.

[00204] Na rota biossintética mostrada na figura 9, o pimelil-CoA é finalmente transformado em ciclohexano carboxilato. A referida rota biossintética foi observada em S. aciditrophicus. Assim, em algumas concretizações, a invenção provê uma célula hospedeira recombinante na qual os genes codificantes das enzimas que seriam convertidas sem pimeloil-Coa em ciclhex-l-eno-l-carboxil-CoA e finalmente em ciclohexano carboxilato, são “nocauteados”, de modo que a rota metabólica finalize em pimeloil-CoA.[00204] In the biosynthetic route shown in figure 9, pimelyl-CoA is finally transformed into cyclohexane carboxylate. This biosynthetic route was observed in S. aciditrophicus. Thus, in some embodiments, the invention provides a recombinant host cell in which the genes encoding the enzymes that would be converted without pimeloyl-Coa to cyclhex-1-ene-1-carboxyl-CoA and finally to cyclohexane carboxylate, are "knocked out", so that the metabolic route ends in pimeloil-CoA.

1.5.9 Rota de degradação de tetralina1.5.9 Tetralin degradation route

[00205] Em algumas concretizações, o semialdeído de ácido pimélico é produzido usando a rota de degradação de tetralina (benzociclohexano) a partir de Sphingomonas e Corynebacterium spp. o ácido 7T-oxoheptanócio é produzido como um intermediário é a rota de degradação de tetralina em Sphingomonas “macrogolitabid. López Sánchez, A., et al., “Appl. Environ. Microbiol.”, 76: 110-118 (2010). Tetralina é metabolizada através da clivagem de ambos, do anel aromático, resultante em piruvato e semialdeído de ácido pimélico. Tetralina, um solvente orgânico, é um material de partida complexo que é derivado de naftaleno. Naftaleno é atualmente produzido a partir de piche de carvão (“coal tar”), mas a rotas biosintéticas, para síntese de naftaleno são conhecidos por ocorrer em cupins, fungos e alguns tipos de plantas. Chen. J. et al. “Nature”, 392: 558-559 (1998); Daisy, B.H., et al., “Microbiology”, 148: 3737-3741 (2002); e Azuma, H., et al., “Phytochemistry”, 42: 999-1004 (1996). O semialdeído de ácido pimélico pode ser convertido em ácido 7-amino heptanóico ou ácido 7-hidroxiheptanóico como discutido acima.[00205] In some embodiments, pyelic acid semialdehyde is produced using the tetralin (benzocyclohexane) degradation route from Sphingomonas and Corynebacterium spp. 7T-oxoheptanoic acid is produced as an intermediate is the tetralin degradation route in Sphingomonas “macrogolitabid. López Sánchez, A., et al., “Appl. Environ. Microbiol. ”, 76: 110-118 (2010). Tetralin is metabolized through the cleavage of both, the aromatic ring, resulting in pyruvate and pyelic acid semialdehyde. Tetraline, an organic solvent, is a complex starting material that is derived from naphthalene. Naphthalene is currently produced from coal tar ("coal tar"), but the biosynthetic routes for the synthesis of naphthalene are known to occur in termites, fungi and some types of plants. Chen. J. et al. "Nature", 392: 558-559 (1998); Daisy, B.H., et al., "Microbiology", 148: 3737-3741 (2002); and Azuma, H., et al., "Phytochemistry", 42: 999-1004 (1996). The pyelic acid semialdehyde can be converted to 7-amino heptanoic acid or 7-hydroxyheptanoic acid as discussed above.

1.11 Hexametilenodiamina a partir de 2-oxopimelato1.11 Hexamethylenediamine from 2-oxopimelate

[00206] Algumas concretizações da invenção também proveem um método de produção e Hexametilenodiamina a partir de 2- oxopimelato compreendendo usando as células hospedeiras recombinantes. 2-oxopimelato é um intermediário conhecido na rota de biossíntese de coenzima B em Archae metanogênica.[00206] Some embodiments of the invention also provide a production method and Hexamethylenediamine from 2-oxopimelate comprising using recombinant host cells. 2-oxopimelate is a known intermediate in the coenzyme B biosynthesis route in methanogenic Archae.

[00207] Assim, a invenção provê uma célula hospedeira recombinante compreendendo: uma enzima capaz de converter 2- oxopimelato em 2-aminopimelato (por exemplo, uma enzima aminotransferase em EC 2.6.1.67), uma enzima capaz de converter 2-aminopimelato em 2-amino-7-oxoheptanoato (por exemplo, uma enzima reductase em EC 1.4.1), uma enzima capaz de converter 2-amino-7-oxoheptanoato em 2,7-diaminoheptanoato (por exemplo, uma enzima l-aminotransferase em EC 2.6.1), e uma enzima capaz de converter 2,7-diaminoheptanoato para hexanotilenodiamina (por exemplo, uma enzima descarboxilase em EC 4.1.1). Em algumas concretizações, a células hospedeiras recombinantes, capazes de produzir Hexametilenodiamina compreender qualquer uma ou todas estas enzimas. As concretizações da invenção também provê um método de produção Hexametilenodiamina compreendendo o uso destas células hospedeiras recombinantes.[00207] Thus, the invention provides a recombinant host cell comprising: an enzyme capable of converting 2-oxopimelate to 2-aminopimelate (for example, an aminotransferase enzyme in EC 2.6.1.67), an enzyme capable of converting 2-aminopimelate to 2 -amino-7-oxoheptanoate (for example, a reductase enzyme in EC 1.4.1), an enzyme capable of converting 2-amino-7-oxoheptanoate to 2,7-diaminoheptanoate (for example, a l-aminotransferase enzyme in EC 2.6 .1), and an enzyme capable of converting 2,7-diaminoheptanoate to hexanethylenediamine (for example, a decarboxylase enzyme in EC 4.1.1). In some embodiments, the recombinant host cells, capable of producing Hexamethylenediamine comprise any or all of these enzymes. Embodiments of the invention also provide a Hexamethylene diamine production method comprising the use of these recombinant host cells.

[00208] Em algumas concretizações, a invenção provê um método para produzir Hexametilenodiamina a partir de matéria prima renovável, tal como açúcar, ácidos graxos, glicerol, e gás de síntese. Em algumas concretizações, a célula hospedeira de ocorrência não natural capaz de produzir Hexametilenodiamina compreender qualquer uma ou todas as enzimas requeridas para converter matéria prima renovável para Hexametilenodiamina.[00208] In some embodiments, the invention provides a method for producing Hexamethylenediamine from renewable raw material, such as sugar, fatty acids, glycerol, and synthesis gas. In some embodiments, the non-naturally occurring host cell capable of producing Hexamethylenediamine comprises any or all of the enzymes required to convert renewable raw material to Hexamethylenediamine.

2.2 Células hospedeiras recombinantes2.2 Recombinant host cells

[00209] Esta descrição caracteriza as células hospedeiras recombinantes que expressam recombinantemente uma ou mais (por exemplo, duas ou mais, três ou mais, quatro ou mais, cinco ou mais, seis ou mais, sete ou mais, oito ou mais, nove ou mais, dez ou mais, onze ou mais, doze ou mais, treze ou mais, quatorze ou mais, quinze ou mais, dezesseis ou mais dezessete ou mais, dezoito ou mais, dezenove ou mais, vinte ou mais, ou ainda mais) das enzimas utilizadas para produção de um composto em uma das rotas descritas aqui e nos métodos utilizando as referidas células hospedeiras para produzir alcanos C7 di- ou trifuncionais. Por exemplo, uma célula hospedeira pode incluir um ou mais (como acima) ácidos nucléicos exógenos codificantes de um ou mais (como acima) dos a seguir: uma enzima que catalisa a desaminação redutiva de D,L-diaminopimelato ou alfa-aminopimielato; uma enziam que catalisa a redução de enoato do ácido 2-heptenodióico pra ácido pimélico; uma enzima que catalisa a redução do ácido carboxílico de ácido pimélico para semialdeído e ácido pimélico, uma enzima que catalisa a aminação e semialdeído de semialdeído de ácido pimélico para o ácido 7-aminoheptanócio, uma enzima que catalisa a hidrólise de amido do ácido 7- aminoheptanóico em enantolactama, uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído do ácido 7-aminopetanóico para 7- aminoheptanal; uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para 7T-aminoheptanal para produzir 1,7 diaminoheptano; uma enzima que catalisa a transferência de CoA para o ácido 2-heptenodióico para produzir 2-hepteno diácido-CoA; uma enzima que catalisa a hidrólise de tioéster de pimeloil-Coa para produzir o ácido pimélico; uma enzima que catalisa a redução o ácido carboxílico do ácido pimélico pra o semialdeído do ácido pimélico; uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino a partir do alfa-amino pimelato para produzir o alfa-ceto-pimelato; uma enzima que catalisa a redução e carbonil de alfa-ceto-pimelato para alfa-hidroxi-pimelato; uma enzima que catalisa a transferência de CoA pra alfa hidroxi pimelato para produzir alfa-hidroxipimelato CoA; uma enzima que catalisa a redução de alfa hidroxipimelato para ácido 2-heptenodiócio; uma enzima que catalisa o alongamento da cadeia de ácido alfa- ceto de alfa-ceto-pimelato para alfa-ceto-suberato, uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para alfa-ceto-suberato para produzir alfa-aminosuberato, uma enzima que catalisa a descarboxilação do ácido alfa-ceto de alfa-aminosuberato para ácido 7-aminoheptanócio; uma enzima que catalisa a descarboxilação do ácido alfa-ceto de alfa- ceto-suberato para produzir o semialdeído de ácido pimélico; uma enzima que catalisa a redução do enoato do ácido 6-amino- 2-heptenodiócio para produzir o ácido pimélico; ou uma enzima que catalisa a hidrólise do tioéster de pimeloil-[acp] para ácido pimélico. As células hospedeiras recombinantes podem conter qualquer subgrupo consistindo de um ou mais (como acima) ácidos nucléicos codificantes de uma ou mais das enzimas acima listadas.[00209] This description characterizes recombinant host cells that recombinantly express one or more (e.g., two or more, three or more, four or more, five or more, six or more, seven or more, eight or more, nine or more, ten or more, eleven or more, twelve or more, thirteen or more, fourteen or more, fifteen or more, sixteen or more seventeen or more, eighteen or more, nineteen or more, twenty or more, or even more) enzymes used to produce a compound in one of the routes described here and in the methods using said host cells to produce di- or trifunctional C7 alkanes. For example, a host cell may include one or more (as above) exogenous nucleic acids encoding one or more (as above) of the following: an enzyme that catalyzes the reductive deamination of D, L-diaminopimelate or alpha-aminopimielate; an enzyme that catalyzes the enoate reduction of 2-heptenedioic acid to pyelic acid; an enzyme that catalyzes the reduction of carboxylic acid from pyelic acid to semialdehyde and pyelic acid, an enzyme that catalyzes the amination and semialdehyde of pyelic acid to 7-aminoheptanoic acid, an enzyme that catalyzes the hydrolysis of 7- acid starch aminoheptanoic to enantolactam, an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of 7-aminopetanoic acid aldehyde to 7-aminoheptanal; an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7T-aminoheptanal to produce 1.7 diaminoheptane; an enzyme that catalyzes the transfer of CoA to 2-heptenedioic acid to produce 2-heptene diacid-CoA; an enzyme that catalyzes the hydrolysis of pimeloyl-Coa thioester to produce pimelic acid; an enzyme that catalyzes the reduction of carboxylic acid from pyelic acid to semialdehyde of pyelic acid; an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group from the alpha-amino pimelate to produce the alpha-keto-pimelate; an enzyme that catalyzes the reduction and carbonyl from alpha-keto-pimelate to alpha-hydroxy-pimelate; an enzyme that catalyzes the transfer of CoA to alpha hydroxy pimelate to produce alpha hydroxypimelate CoA; an enzyme that catalyzes the reduction of alpha hydroxypimelate to 2-heptenedioic acid; an enzyme that catalyzes the elongation of the alpha-keto-pimelate alpha-keto acid chain to alpha-keto-suberate, an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to alpha-keto-suberate to produce alpha-aminosuberate, an enzyme which catalyzes the decarboxylation of alpha-keto acid from alpha-aminosuberate to 7-aminoheptanoic acid; an enzyme that catalyzes the decarboxylation of alpha-keto alpha-keto suberate acid to produce pyelic acid semialdehyde; an enzyme that catalyzes the reduction of the 6-amino-2-heptenedioic acid enoate to produce pyelic acid; or an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the pimeloyl- [acp] thioester to pyelic acid. Recombinant host cells can contain any subgroup consisting of one or more (as above) nucleic acids encoding one or more of the enzymes listed above.

[00210] As células hospedeiras que são utilizadas tipicamente possuem um número de propriedades: elas podem ser facilmente geneticamente modificadas, são tolerantes das condições utilizadas no método da invenção, e crescem em densidades das células que são industrialmente úteis.[00210] Host cells that are used typically have a number of properties: they can be easily genetically modified, are tolerant of the conditions used in the method of the invention, and grow in cell densities that are industrially useful.

[00211] Opcionalmente, a célula hospedeira pode ser um micro-organismo de célula única, ou pode ser uma célula de uma linha de células. A célula hospedeira pode ser de um genótipo alelo-selvagem. Neste exemplo, a enzima que é utilizada para catalisar uma ou mais etapas no método da invenção está naturalmente presente na célula hospedeira e é expresso em um nível que tem uso industrial nos métodos da invenção. Em uma alternativa, a célula hospedeira foi geneticamente modificada para expressar a enzima em um nível tem uso industrial nos métodos das concretizações da invenção. A enzima pode ser originada da célula na qual ela é expressa. Em uma alternativa, a enzima é originada a partir de uma cepa diferente ou espécie de célula.[00211] Optionally, the host cell can be a single cell microorganism, or it can be a cell in a cell line. The host cell can be of an allele-wild genotype. In this example, the enzyme that is used to catalyze one or more steps in the method of the invention is naturally present in the host cell and is expressed at a level that has industrial use in the methods of the invention. In an alternative, the host cell has been genetically modified to express the enzyme on a level that has industrial use in the methods of the embodiments of the invention. The enzyme can originate from the cell in which it is expressed. In an alternative, the enzyme is derived from a different strain or cell species.

[00212] Em uma alternativa, a célula hospedeira é um procarionte. Em uma outra alternativa, ele é uma célula eucarionte. Tipicamente, os micro-organismos de uma única célula são utilizados.[00212] In an alternative, the host cell is a prokaryote. In another alternative, it is a eukaryotic cell. Typically, single cell microorganisms are used.

[00213] O termo célula procariótica inclui bactérias Gram positivas e Gram negativas. Exemplos de bactérias Gram negativas apropriadas incluem as do gênero Escherichia tal como Escherichia coli; do gênero Clostridia tal como Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum ou Clostridium kluyveri; do gênero Corynebacteria tal como Corynebacterium glutanicum; do gênero Cupriavidus tal como Cupriavidus necator ou curpiavidus metallidurans; a partir do gênero Pseudomonas tal como Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida ou Pseudomonas oleavorans; do gênero Delftia tal como Delftia acidovorans; do gênero Bacillus tal como Bacillus subtilis; do gênero lactobacillus tal como Lactobacillus delbrueckii; ou do gênero lactococcus tal como[00213] The term prokaryotic cell includes Gram positive and Gram negative bacteria. Examples of suitable Gram negative bacteria include those of the genus Escherichia such as Escherichia coli; of the genus Clostridia such as Clostridium ljungdahlii, Clostridium autoethanogenum or Clostridium kluyveri; of the genus Corynebacteria such as Corynebacterium glutanicum; of the genus Cupriavidus such as Cupriavidus necator or curpiavidus metallidurans; from the genus Pseudomonas such as Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida or Pseudomonas oleavorans; of the genus Delftia such as Delftia acidovorans; of the Bacillus genus such as Bacillus subtilis; the genus lactobacillus such as Lactobacillus delbrueckii; or of the lactococcus genus as

Lactococcus lactis.Lactococcus lactis.

[00214] As células hospedeiras eucarióticas incluem aquelas a partir de leveduras e outros fungos, bem como, por exemplo, insetos, camundongos, ratos, primatas, ou células humanas. Exemplos de células hospedeiras eucarióticas apropriadas incluem leveduras ou fungos obtidos do gênero Aspergillus tal como Aspergillus niger, do gênero Saccharomyces tal como Sacchromyces cerevisiae; do gênero Candida tal como (CC. tropicalis, C. albicans, C. cloacae, C. guillermondii, CC. intrmedia, c. maltosa, C. parapsilosis, e C. zeylenoides, do gênero Pichia, tal como Pichia pastoris, do gênero yarrowia tal como Yarrowia lipolytica; do gênero Issatchenkia tal como Issathenka orientalis; do gênero Debaryomyces tal como Debaryomyces hansenii; do gênero Arxula tal como Arxula adenoinivorans; ou do gênero Kluyveromyces tal como Kluyveromyces lactis ou do gênero Exophialia, Mucor, Trichoderma, Clodosporium, Phanerochaete, Cladophialophora, Paecilomyces, Scedosporium, e Ophiostoma.[00214] Eukaryotic host cells include those from yeast and other fungi, as well as, for example, insects, mice, rats, primates, or human cells. Examples of suitable eukaryotic host cells include yeasts or fungi obtained from the genus Aspergillus such as Aspergillus niger, from the genus Saccharomyces such as Sacchromyces cerevisiae; of the genus Candida such as (CC. tropicalis, C. albicans, C. cloacae, C. guillermondii, CC. intrmedia, c. maltosa, C. parapsilosis, and C. zeylenoides, of the genus Pichia, as well as Pichia pastoris, of the genus yarrowia such as Yarrowia lipolytica; of the genus Issatchenkia such as Issathenka orientalis; of the genus Debaryomyces such as Debaryomyces hansenii; of the genus Arxula such as Arxula adenoinivorans; or of the genus Kluyveromyces such as Kluyveromyces lactis or of the genus Exophialia, Mucorhan, Trichoderma, , Cladophialophora, Paecilomyces, Scedosporium, and Ophiostoma.

[00215] As células hospedeiras podem ser providas em uma variedade de formas diferentes. As células podem restos celulares. Isto quer dizer que as células são crescidas nas culturas e removidas do meio de cultura antes de ser empregado como —.biocatalisador. As células podem ser utilizadas diretamente no crescimento a seguir, ou eles podem ser armazenados antes do uso. Os métodos típicos de armazenamento incluem congelamento. Em uma alternativa, as células são liofilizadas antes do uso. Em uma alternativa adicional, as células são crescimentos celulares. Isto quer dizer que as células desempenham sua ação biocatalítica enquanto sendo cultivada. Se o substrato para uma reação biocatalítica particular não pode cruzar a membrana celular a ser transformada pelas células hospedeiras, então em uma alternativa, um lisado bruto pode ser utilizado. Um lisado bruto é a suspensão inicial dos componentes celular produzidos após a lise da célula. A lise das células pode ser realizada por qualquer meio, incluindo química ou mecânica. Métodos adicionais de lise serão evidentes aos técnicos no assunto em vista de seu conhecimento geral e dos ensinamentos aqui. Em uma outra alternativa., uma lisado clarificado pode ser utilizados. Um lisado clarificado pode ser preparado por centrifugação do lisado bruto para pelotas de células não lisada e outros resíduos celulares.[00215] Host cells can be provided in a variety of different ways. The cells can be cell debris. This means that the cells are grown in the cultures and removed from the culture medium before being used as a.biocatalyst. The cells can be used directly in the following growth, or they can be stored before use. Typical storage methods include freezing. Alternatively, the cells are lyophilized before use. In an additional alternative, the cells are cell growths. This means that the cells perform their biocatalytic action while being cultivated. If the substrate for a particular biocatalytic reaction cannot cross the cell membrane to be transformed by the host cells, then in an alternative, a crude lysate can be used. A crude lysate is the initial suspension of cell components produced after cell lysis. Cell lysis can be performed by any means, including chemical or mechanical. Additional methods of lysis will be apparent to those skilled in the art in view of their general knowledge and the teachings here. In another alternative, a clarified lysate can be used. A clarified lysate can be prepared by centrifuging the crude lysate for non-lysed cell pellets and other cell debris.

[00216] Em algumas concretizações, culturas substancialmente puras de células hospedeiras recombinantes são providas. Como utilizado aqui, uma “cultura substancialmente pura” de uma célula recombinante é uma cultura daquelas células nas quais menos que cerca de 40% (ou seja, menos que cerca de: 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5%, 2%, 1%, 0,5%; 0,25%; 0,1%; 0,01%; 0,001%; 0,0001%; ou ainda menos) do número total de células viáveis na cultura são células viáveis além de outras células recombinantes, por exemplo, bactérias, fungos (incluindo leveduras), micoplasmas, ou células protozoárias. O termo “cerca de” neste contexto significa que a porcentagem relevante pode se 15% da porcentagem especificada acima ou abaixo das porcentagens especificadas. Assim, por exemplo, cerca de 20% pode ser 17% a 23%. A referida cultura de células recombinantes incluem as células e um crescimento, armazenamento, ou meio de transporte. O meio pode ser líquido, semi-sólido (por exemplo, meio gelatinoso), Ou congelado. A cultura inclui as células crescendo em meio líquido ou em/sobre o meio semi-sólido ou sendo armazenada ou transportada em um meio de armazenamento ou de transporte, incluindo um meio de armazenamento por congelamento ou meio de transporte. As culturas são em um recipiente de cultura ou recipiente de armazenamento ou substrato (por exemplo, um disco de cultura, frasco, ou tubo, ou um frasco de armazenamento ou tubo).[00216] In some embodiments, substantially pure cultures of recombinant host cells are provided. As used here, a "substantially pure culture" of a recombinant cell is a culture of those cells in which less than about 40% (ie less than about: 35%, 30%, 25%, 20%, 15% , 10%, 5%, 2%, 1%, 0.5%; 0.25%; 0.1%; 0.01%; 0.001%; 0.0001%; or even less) of the total number of cells viable in culture are viable cells in addition to other recombinant cells, for example, bacteria, fungi (including yeasts), mycoplasmas, or protozoan cells. The term “about” in this context means that the relevant percentage can be 15% of the specified percentage above or below the specified percentages. So, for example, about 20% can be 17% to 23%. Said recombinant cell culture includes the cells and a growth, storage, or transport medium. The medium can be liquid, semi-solid (for example, gelatinous medium), or frozen. The culture includes cells growing in a liquid medium or in / on the semi-solid medium or being stored or transported in a storage or transport medium, including a freeze storage medium or transportation medium. Cultures are in a culture vessel or storage vessel or substrate (for example, a culture disc, flask, or tube, or a storage flask or tube).

[00217] Em uma concretização, as células recombinantes desta descrição podem ser colhidas de um processo de fermentação por métodos convencionais tais como filtragem ou centrifugação e formulado em uma pelota seca, ou formulação em pó seco, enquanto mantém alta atividade. Os processos para produção e um pó seco cuja composição e célula recombinante apresentando um ou amis das atividades descritas aqui podem incluir pulverização-secagem, congelamento-Osecagem, leito fluidizado a seco, secagem por tambor de vácuo, ou aglomeração e do gênero. As composições podem ser uma auto- estável, composição biocatalisadora seca apropriada para os métodos biosintéticos descritos aqui. Os métodos de secagem tais como congelamento-secagem, secagem por leito fluidizado ou um método empregando extrusão/pelotização por esferonização seguido por secagem em leito fluidizado pode ser particularmente útil. As temperaturas para estes processos podem ser < 100ºC, mas tipicamente < 70ºC para manter alta atividade residual e estereo-seletividade. A formulação em pó seco deve ter um conteúdo de água de O -10% PpP/p, tipicamente 2-5% p/p. Os aditivos estabilizantes tais como sais (por exemplo, KCl), açúcares, proteínas, e do gênero podem ser incluídos para melhorar a tolerância térmica ou melhorar as características de secagem das células recombinantes do processo de secagem.[00217] In one embodiment, the recombinant cells of this description can be harvested from a fermentation process by conventional methods such as filtration or centrifugation and formulated in a dry pellet, or dry powder formulation, while maintaining high activity. The processes for production and a dry powder whose composition and recombinant cell showing one or more of the activities described here may include spray-drying, freeze-drying, dry fluidized bed, vacuum drum drying, or agglomeration and the like. The compositions can be a self-stable, dry biocatalyst composition suitable for the biosynthetic methods described here. Drying methods such as freeze-drying, fluid bed drying or a method employing spheronization extrusion / pelletizing followed by fluid bed drying can be particularly useful. The temperatures for these processes can be <100ºC, but typically <70ºC to maintain high residual activity and stereoselectivity. The dry powder formulation should have a water content of O -10% PpP / w, typically 2-5% w / w. Stabilizing additives such as salts (eg, KCl), sugars, proteins, and the like can be included to improve thermal tolerance or to improve the drying characteristics of recombinant cells in the drying process.

[00218] Em algumas concretizações, as enzimas parcialmente ou totalmente purificadas podem ser utilizadas ao invés de ou em combinação om hospedeiros recombinantes ou lisados de recombinantes ou células não-recombinantes. As enzimas totalmente ou parcialmente purificadas podem ser totalmente ou parcialmente lisados purificadso de qualquer uma das células recombinantes descritas aqui ou células não recombinantes. Métodos de purificação são bem conhecidos da técnica. A purificação parcial ou completa tem a vantagem que a enzima de interesse é separada a partir de outros componentes celulares que podem interferir com a reação catalisada pelo que a enzima (tanto também pela reação com o substrato quanto pela conversão dos intermediários ou do produto desejado para um composto não desejado). A purificação não adiciona etapas adicionais a qualquer preparação do biocatalisador, entretanto e, portanto, pode não ser apropriada em todos os exemplos. A determinação da adequabilidade do uso de enzimas parcialmente ou totalmente purificadas estará bem dentro da compreensão dos técnicos no assunto seguindo os ensinamentos aqui descritos.[00218] In some embodiments, partially or fully purified enzymes can be used instead of or in combination with recombinant hosts or recombinant lysates or non-recombinant cells. Fully or partially purified enzymes can be fully or partially lysed purified from any of the recombinant cells described herein or non-recombinant cells. Purification methods are well known in the art. Partial or complete purification has the advantage that the enzyme of interest is separated from other cellular components that can interfere with the reaction catalyzed by the enzyme (either by reaction with the substrate or by converting the intermediates or the desired product to an unwanted compound). Purification does not add additional steps to any biocatalyst preparation, however, and therefore, may not be appropriate in all examples. Determining the suitability of using partially or fully purified enzymes will be well within the understanding of those skilled in the art by following the teachings described here.

[00219] Em algumas concretizações, uma Ou mais conversões nos métodos da invenção serão realizados pelo biocatalisador sob as condições aeróbicas. Em uma alternativa, uma ou mais das conversões no método da invenção será realizado sob as condições anaeróbicas. Em uma alternativa adicional, algumas etapas do método da invenção serão realizadas sob condições aeróbicas e algumas etapas serão realizadas sob condições anaeróbicas.[00219] In some embodiments, one or more conversions in the methods of the invention will be performed by the biocatalyst under aerobic conditions. In an alternative, one or more of the conversions in the method of the invention will be carried out under anaerobic conditions. In a further alternative, some steps of the method of the invention will be performed under aerobic conditions and some steps will be performed under anaerobic conditions.

2.3 Modificação de biocatalisadores de toda a célula:2.3 Modification of whole cell biocatalysts:

[00220] O biocatalisador utilizado nos métodos da invenção pode ser uma célula hospedeira não modificada das espécies nas quais a enzima ocorre naturalmente. Tipicamente, entretanto, é necessário modificar geneticamente a célula hospedeira para produzir uma ocorrência não natural (ou seja, recombinante ou construído) células hospedeira.[00220] The biocatalyst used in the methods of the invention can be an unmodified host cell of the species in which the enzyme naturally occurs. Typically, however, it is necessary to genetically modify the host cell to produce an unnatural (i.e., recombinant or constructed) host cell.

2.4 Modificação cromossomal do genoma de célula hospedeira:2.4 Chromosomal modification of the host cell genome:

[00221] Em algumas concretizações, o cromossomo de todo o biocatalisador celular (ou seja, a célula hospedeira) foi modificado. Esta modificação pode ser uma inserção, uma deleção ou uma substituição de um ácido nucléico no cromossomo. Os métodos de efetivação das modificações para oO cromossomo de uma célula são bem conhecidos, por exemplo, mutagênese de transposons, recombinação mediada por Cre-Lox, lambda REd e recombinação mediada RecET.[00221] In some embodiments, the chromosome of the entire cell biocatalyst (i.e., the host cell) has been modified. This modification can be an insertion, a deletion or a substitution of a nucleic acid in the chromosome. Methods for effecting modifications for the cell chromosome are well known, for example, transposon mutagenesis, Cre-Lox-mediated recombination, REd lambda and RecET-mediated recombination.

[00222] A integração estável dentro do cromossomo de um ácido nucléico é vantajosa devido a ele permitir a manutenção do ácido nucléico sem a necessidade para um marcador selecionável.[00222] The stable integration within the chromosome of a nucleic acid is advantageous because it allows the maintenance of the nucleic acid without the need for a selectable marker.

[00223] Pela realização de inserções repetidas, é possível integrar estavelmente um número de ácidos nucléicos diferentes dentro de um cromossomo de biocatalisador de célula hospedeira. A média de integração estável que a célula hospedeira pode ser cultivada por mais do que cinco gerações sem perda da alteração. Geralmente, as alterações genéticas estáveis incluem modificações que persistem mais do que 10 gerações, particularmente modificações estáveis incluem modificações que persistem mais do que 10 gerações, particularmente modificações estáveis irão persistir mais do que cerca de 25 gerações, e mais particularmente,[00223] By performing repeated insertions, it is possible to stably integrate a number of different nucleic acids within a host cell biocatalyst chromosome. The average of stable integration that the host cell can be cultivated for more than five generations without loss of change. Generally, stable genetic changes include changes that persist for more than 10 generations, particularly stable changes include changes that persist for more than 10 generations, particularly stable changes will persist for more than about 25 generations, and more particularly,

modificações genéticas estáveis serão maior que 50 gerações, incluindo indefinidamente.stable genetic modifications will be greater than 50 generations, including indefinitely.

2.5 Modificação epissomal do genoma do biocatalisador da célula hospedeira:2.5 Epissomal modification of the host cell biocatalyst genome:

[00224] Em algumas concretizações, a composição epissomal do genoma da célula hospedeira é modificada. Através do epissoma significa qualquer elemento replicante autonomamente, por exemplo, um plasmídeo (que pode ser linear ou circular), um cosmídio, um cromossomo artificial de levedura (YAC), etc. Elementos epissomais frequentemente colocam uma carga metabólica em sua célula hospedeira e, consequentemente, na ausência de qualquer mecanismo ativo de divisão para garantir que pelo menos uma cópia do epissoma está presente em cada uma das filhas após a divisão celular é necessário incluir um marcador selecionável.[00224] In some embodiments, the episomal composition of the host cell genome is modified. Through the episome it means any autonomously replicating element, for example, a plasmid (which can be linear or circular), a cosmid, an artificial yeast chromosome (YAC), etc. Epissomal elements often place a metabolic charge in their host cell and, consequently, in the absence of any active division mechanism to ensure that at least one copy of the episome is present in each of the daughters after cell division, it is necessary to include a selectable marker.

2.6 Sequências de ácido nucléico introduzido:2.6 Sequences of introduced nucleic acid:

[00225] Os ácidos nucléicos introduzidos dentro da célula podem compreender um ou mais (por exemplo, dois ou mais, três ou mais, quatro ou mais, cinco ou mais, seis ou mais; sete ou mais; oito ou mais; nove ou mais; dez ou mais; onze ou mais; doze ou mais; treze ou mais; quatorze ou mais, quinze Ou mais; dezesseis ou mais; dezessete ou mais; dezoito ou mais; dezenove ou mais; vinte ou mais; ou ainda mais) de um número de elementos. Tipicamente, um dos elementos codifica uma enzima que é utilizada para produzir alcanos C7 di- ou trifuncional ou precursores para as referidas moléculas. Em algumas concretizações, os ácidos nucléicos codificam uma proteína que não é uma enzima que funciona no método da invenção.[00225] Nucleic acids introduced into the cell can comprise one or more (for example, two or more, three or more, four or more, five or more, six or more; seven or more; eight or more; nine or more ; ten or more; eleven or more; twelve or more; thirteen or more; fourteen or more; fifteen or more; seventeen or more; eighteen or more; nineteen or more; twenty or more; or even more) of a number of elements. Typically, one of the elements encodes an enzyme that is used to produce di- or trifunctional C7 alkanes or precursors for said molecules. In some embodiments, the nucleic acids encode a protein that is not an enzyme that works in the method of the invention.

[00226] Tipicamente, um promotor é operativamente ligado a um ácido nucléico. A escolha do promotor dependerá da aplicação pretendida, e pode facilmente ser determinada pelo técnico no assunto. Por exemplo, se uma reação catalisada pela enzima pode ser prejudicial em uma célula hospedeira particular, é desejável utilizar um promotor regulado Ou induzível, de modo que a expressão do gene possa ser retornada ou retirada se necessária. Alternativamente, pode ser preferido ter a expressão dirigida tanto por um promotor constitutivo fraco ou forte para garantir que a enzima seja expressa em todos os estágios de crescimento. Exemplos de promotores apropriados para os sistemas celulares eucarióticos incluem o promotor precoce SV40, o promotor citomegalovírus (CMV), o vírus do tumor mamário de camundongo (MMTV), promotor induzível por esteroide, e o promotor do vírus de murino leucemias Moloney (MMLV). Exemplos de promotores de leveduras incluem promotor 3-fosfoglicerato- quinase, promotor gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase (GAPDH), promotor galactoquinase (GALI), promotor galactoepimerase, e promotor álcool-desidrogenase (ADH) . Outros promotores apropriados nas leveduras são conhecidos pelos técnicos no assunto. Exemplos de promotores apropriados para sistemas de célula bacteriana incluem, mas não estão limitados a: promotores T7, T3, SP6, lac e trp.[00226] Typically, a promoter is operably linked to a nucleic acid. The choice of the promoter will depend on the intended application, and can easily be determined by the technician in the matter. For example, if an enzyme-catalyzed reaction can be harmful in a particular host cell, it is desirable to use a regulated or inducible promoter, so that gene expression can be returned or withdrawn if necessary. Alternatively, it may be preferred to have expression directed by either a weak or strong constitutive promoter to ensure that the enzyme is expressed at all stages of growth. Examples of promoters suitable for eukaryotic cell systems include the SV40 early promoter, the cytomegalovirus (CMV) promoter, the mouse mammary tumor virus (MMTV), steroid-inducible promoter, and the murine leukemia virus Moloney (MMLV) promoter . Examples of yeast promoters include 3-phosphoglycerate kinase promoter, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter (GAPDH), galactokinase (GALI) promoter, galactoepimerase promoter, and alcohol dehydrogenase (ADH) promoter. Other suitable promoters in yeast are known to those skilled in the art. Examples of promoters suitable for bacterial cell systems include, but are not limited to: T7, T3, SP6, lac and trp promoters.

[00227] Se necessário para garantir a expressão, o ácido nucléico introduzido também pode ser operativamente ligado para compreender a região 5' não traduzida (UTR), 3' UTR, regiões melhoradoras e/ou terminais, como requerido. Os referidos elementos serão conhecidos pelos técnicos no assunto.[00227] If necessary to ensure expression, the introduced nucleic acid can also be operably linked to understand the 5 'untranslated (RTU), 3' UTR, enhancer and / or terminal regions, as required. Said elements will be known to those skilled in the art.

2.7 Expressão de enzimas múltiplas em uma célula hospedeira:2.7 Expression of multiple enzymes in a host cell:

[00228] Em algumas concretizações, uma cepa única de célula hospedeira é utilizada para expressar mais do que um (por exemplo, dois ou mais; três ou mais; quatro ou mais; cinto ou mais; seis ou mais; sete ou mais; oito ou mais; nove ou mais; dez ou mais; onze ou mais; doze ou mais; treze ou mais; quatorze ou mais; quinze ou mais; dezesseis ou mais; dezessete ou mais; dezoito ou mais; dezenove ou mais; vinte ou mais; ou ainda mais) das enzimas utilizadas nos métodos da invenção.[00228] In some embodiments, a single strain of host cell is used to express more than one (e.g., two or more; three or more; four or more; belt or more; six or more; seven or more; eight or more; nine or more; ten or more; eleven or more; twelve or more; thirteen or more; fourteen or more; sixteen or more; seventeen or more; eighteen or more; nineteen or more; twenty or more or even more) of the enzymes used in the methods of the invention.

Neste exemplo, as enzimas múltiplas podem ser codificadas pelo mesmo ácido nucléico introduzido.In this example, multiple enzymes can be encoded by the same nucleic acid introduced.

Em uma alternativa, as enzimas podem ser codificadas em fragmentos de ácidos nucléicos introduzidos separados.In an alternative, the enzymes can be encoded in separate nucleic acid fragments introduced.

As enzimas podem também ser expressas a partir de um promotor único (por exemplo, pelo arranjo as enzimas na forma de um operon). Em uma alternativa, as enzimas podem ser expressas a partir dos múltiplos promotores separados.Enzymes can also be expressed from a single promoter (for example, by arranging enzymes in the form of an operon). In an alternative, the enzymes can be expressed from multiple separate promoters.

Em alguns exemplos, os múltiplos promotores separados podem ser induzidos pelos mesmos químicos (por exemplo, cada uma das múltiplas enzimas pode ser expressa a partir do promotor de levedura GAL, assim significam que cada gene é induzível com galactose). Outros promotores apropriados são conhecidos da técnica.In some instances, the multiple separate promoters can be induced by the same chemicals (for example, each of the multiple enzymes can be expressed from the yeast GAL promoter, thus meaning that each gene is inducible with galactose). Other suitable promoters are known in the art.

Em uma alternativa, cada um dos genes codificantes de uma enzima utilizadas no método da invenção é sob o controle de um promotor diferente.Alternatively, each of the genes encoding an enzyme used in the method of the invention is under the control of a different promoter.

Assim, as enzimas diferentes podem ser introduzidas individualmente através do uso de diferentes compostos indutores.Thus, different enzymes can be introduced individually through the use of different inducing compounds.

Em uma outra alternativa, uma abordagem intermediária é utilizada, onde um número de enzimas estão sob o controle do mesmo promotor, e um número de enzimas são sob o controle de diferentes promotores.In another alternative, an intermediate approach is used, where a number of enzymes are under the control of the same promoter, and a number of enzymes are under the control of different promoters.

Esta alternativa pode ser particularmente vantajosa quando numerosas rotas de enzimas foram geradas em uma célula hospedeira e é desejável controlar cada um dos membros de uma rota de acordo com os outros membros da rota, mas para controlar cada uma das rotas separadamente.This alternative can be particularly advantageous when numerous enzyme routes have been generated in a host cell and it is desirable to control each member of a route according to the other members of the route, but to control each of the routes separately.

[00229] Considerações adicionais podem ser feitas com relação a se as múltiplas enzimas são expressas a partir do cromossomo ou a partir do plasmídeo. Nos exemplos, onde a enzima é expressa a partir do plasmídeo, vantajosamente cada plasmídeo compreende uma origem diferente e/ou um marcador diferente selecionável.[00229] Additional considerations can be made regarding whether the multiple enzymes are expressed from the chromosome or from the plasmid. In the examples, where the enzyme is expressed from the plasmid, advantageously each plasmid comprises a different origin and / or a different selectable marker.

[00230] A expressão de múltiplas enzimas em uma célula única é vantajosa porque, se as enzimas co-expressas agem diretamente após uma outra em uma rota de reação, ela garante que o produto da enzima a montante é imediatamente disponível para ser agido pela enzima a jusante. Isto evita a necessidade tanto de (1) purificação do intermediário e o ajuste do segundo recipiente de reação para realizar a segunda reação; Ou (ii) a necessidade para o produto ser exportado da célula compreendendo a enzima a montante dentro do meio de cultura onde ele pode ser agido com uma célula compreendendo a enzima a jusante.[00230] The expression of multiple enzymes in a single cell is advantageous because, if the co-expressed enzymes act directly after another in a reaction route, it guarantees that the upstream enzyme product is immediately available to be acted by the enzyme downstream. This avoids the need for both (1) purification of the intermediate and the adjustment of the second reaction vessel to perform the second reaction; Or (ii) the need for the product to be exported from the cell comprising the upstream enzyme within the culture medium where it can be acted on with a cell comprising the downstream enzyme.

2.8 Sistemas chaperonas:2.8 Chaperone systems:

[00231] Quando uma célula foi construída por expressar uma proteína sob as condições não natural (por exemplo, quando uma proteína que é nativa para uma espécie é expressas em níveis acima do nível natural, ou em uma alternativa, quando uma proteína partir de uma espécie diferente é expressa em uma célula hospedeira) em alguns exemplos, que a proteína não será expressa em uma forma ativa. Ao invés ele pode dobrar incorretamente, e acumula como um agregado não funcional[00231] When a cell was built by expressing a protein under unnatural conditions (for example, when a protein that is native to a species is expressed at levels above the natural level, or in an alternative, when a protein starts from a different species is expressed in a host cell) in some instances, that the protein will not be expressed in an active form. Instead it can double incorrectly, and it accumulates as a non-functional aggregate

“corpo de inclusão”. Neste exemplo, as células utilizadas para expressar a proteína podem ser submetidas para modificação genética das proteínas chaperonas expressas adicionais que são capazes tanto de prevenir o não dobramento (“mis-folding”) da proteína, ou são capazes de redobrar a partir do estado agregado. A inclusão do referida proteína chaperonas é vantajosa devido a ele aumentar a quantidade da proteína ativa por célula e, portanto, aumentar a eficiência completa do método da invenção. A chaperonas expressa pode ser uma proteína chaperonas da célula hospedeira. Em uma alternativa, a chaperonas pode ser da mesma espécie/cepa como a proteína. As proteínas chaperonas típicas para expressão incluem membros da família GroEL/GroES, e membros da família DnaJ/DnaK/GrpE. Homólogos do arquétipo E. coli da família GroEL/GroES, e proteínas DnaJ/DnaK/GrpE foram identificadas em outras espécies procarióticas (ver, por exemplo), e homólogos eucarióticos também são (GroEL e GroES corresponde às proteínas eucarióticas Hsp60 e Hspl0, e DnaJ, DnaK e GrpE corresponde às proteínas eucarióticas Hsp70, Hsp40 e Hsp24, respectivamente). Estas proteínas foram identificadas em um número de espécie de levedura (por exemplo, Saccharomyces cerevisiae). As escolha das proteínas chaperonas apropriada para co-expressa com uma enzima utilizada no método da invenção será evidente ao técnico no assunto, seguindo os ensinamentos aqui descritos.“Inclusion body”. In this example, cells used to express the protein can be subjected to genetic modification of additional expressed chaperone proteins that are either able to prevent protein mis-folding, or are able to redouble from the aggregate state . The inclusion of said chaperone protein is advantageous because it increases the amount of active protein per cell and, therefore, increases the complete efficiency of the method of the invention. The expressed chaperones may be a host cell chaperone protein. Alternatively, the chaperones may be of the same species / strain as the protein. Typical chaperone proteins for expression include members of the GroEL / GroES family, and members of the DnaJ / DnaK / GrpE family. Homologues of the E. coli archetype of the GroEL / GroES family, and DnaJ / DnaK / GrpE proteins have been identified in other prokaryotic species (see, for example), and eukaryotic homologues are also (GroEL and GroES corresponds to the eukaryotic proteins Hsp60 and Hspl0, and DnaJ, DnaK and GrpE corresponds to the eukaryotic proteins Hsp70, Hsp40 and Hsp24, respectively). These proteins have been identified in a number of yeast species (for example, Saccharomyces cerevisiae). The choice of chaperone proteins suitable for coexpression with an enzyme used in the method of the invention will be apparent to the skilled artisan, following the teachings described herein.

2.9 Construção metabólica de células hospedeiras:2.9 Metabolic construction of host cells:

[00232] Construção metabólica é o processo de otimização dos parâmetros em uma célula hospedeira de modo a aumentar a capacidade de uma célula para produzir um composto. As células hospedeiras utilizadas no método da presente invenção forma opcionalmente construídos para otimizar a produtividade dos alcanos C7 difuncional discutido acima.[00232] Metabolic construction is the process of optimizing the parameters in a host cell in order to increase the capacity of a cell to produce a compound. The host cells used in the method of the present invention were optionally constructed to optimize the productivity of the difunctional C7 alkanes discussed above.

[00233] A construção metabólica para aumentar a capacidade de uma célula para produzir um composto é principalmente realizada via duas rotas. A primeira é otimizar as enzima na rota de produção do produto desejado a partir do material de partida. Em uma rota de múltiplas enzimas resultando na produção de um alcano C7 (omo mostrado nas figuras e descrito nas seções precedentes), é possível determinar a concentração de cada intermediário na rota usando técnicas conhecidas pelos técnicos no assunto (por exemplo, duas eletroforese dimensionas, o uso de precursores isotopicamente marcadas, e espectroscopia de ressonância magnética nuclear (NMR)) e, portanto, determinar qual das conversões de enzima é a etapa limite da etapa - isto quer dizer que a etapa no esquema de reação é diminuída. Isto pode ser determinado pela observação de uma intensificação de um intermediário, que indica que a enzima agindo neste intermediário é limitante da taxa total da conversão. Neste exemplo, a taxa na qual este intermediário é reagido deve ser, portanto aumentada. Isto pode ser realizado pelo número de médias. Primeiramente, o nível de expressão da enzima limitante pode ser aumentado. Opcionalmente, isto pode ser conseguido pela colocação do gene codificante da enzima sob o controle de um promotor forte, por exemplo, o promotor T7 se a enzima está sendo expressa em E. coli ou o promotor TEF se as enzimas está sendo expressa em levedura. A segunda opção é aumentar o número de cópias do gene codificante da enzima que estã presente em célula, por exemplo, pela colocação do gene em uma plasmídeo de múltiplas cópias, ou através da incorporação de múltiplas cópias do gene dentro do cromossomo da célula hospedeira (estas cópias podem ser incorporadas no mesmo local no cromossomo ou em locais diferentes no cromossomo) .[00233] The metabolic construction to increase a cell's ability to produce a compound is mainly performed via two routes. The first is to optimize the enzymes in the production route of the desired product from the starting material. In a multiple enzyme route resulting in the production of a C7 alkane (as shown in the figures and described in the preceding sections), it is possible to determine the concentration of each intermediate in the route using techniques known to those skilled in the art (for example, two dimensional electrophoresis, the use of isotopically labeled precursors, and nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and, therefore, determine which of the enzyme conversions is the limit step of the step - this means that the step in the reaction scheme is decreased. This can be determined by observing an intensification of an intermediate, which indicates that the enzyme acting on this intermediate is limiting the total conversion rate. In this example, the rate at which this intermediate is reacted must therefore be increased. This can be done by the number of averages. First, the level of expression of the limiting enzyme can be increased. Optionally, this can be achieved by placing the gene encoding the enzyme under the control of a strong promoter, for example, the T7 promoter if the enzyme is being expressed in E. coli or the TEF promoter if the enzymes are being expressed in yeast. The second option is to increase the number of copies of the gene encoding the enzyme that is present in a cell, for example, by placing the gene in a multiple copy plasmid, or by incorporating multiple copies of the gene into the host cell's chromosome ( these copies can be incorporated at the same location on the chromosome or at different locations on the chromosome).

[00234] A produção de alcanos C7 difuncional (como mostrado nas figuras e descrito nas seções precedentes) pode também ser aumentada pela inativação ou pela redução da atividade de qualquer enzimas que são capazes de desviar o substrato, qualquer um dos intermediários, ou o produto dentro de uma outra rota metabólica além da de auxiliar o método. Portanto, a atividade da enzima pode ser diminuída para aumentar oO rendimento dos alcanos C7 difuncionais. Assim, em algumas concretizações, as células hospedeiras recombinantes descritas aqui pode ter uma deficiência em uma ou mais enzimas (por exemplo, pela deleção de ácido nucleico codificante de uma enzima de interesse ou redução da expressão do ácido nucléico) que são capazes de dividir o material inicial do método da invenção, ou qualquer intermediário produzido na rota de reação produzindo alcanos C7 difuncional, para um produto final diferente, não desejado. Em uma alternativa, a enzima não é deletada, mas ao invés alterou de modo que ele possa agir contra o substrato, intermediário, ou produto, em uma taxa que é menos que a taxa da enzima alelo-selvagem. No exemplo, onde a enzima catalisa uma reação reversível, então a enzima deve ser alterada de modo que ela age apenas na direção desejada da reação.[00234] The production of difunctional C7 alkanes (as shown in the figures and described in the preceding sections) can also be increased by inactivating or reducing the activity of any enzymes that are able to bypass the substrate, any of the intermediates, or the product within a metabolic pathway other than assisting the method. Therefore, the activity of the enzyme can be decreased to increase the yield of the difunctional C7 alkanes. Thus, in some embodiments, the recombinant host cells described here may have a deficiency in one or more enzymes (for example, by deleting nucleic acid encoding an enzyme of interest or reducing nucleic acid expression) that are able to divide the starting material of the method of the invention, or any intermediate produced in the reaction route producing difunctional C7 alkanes, for a different, unwanted end product. In an alternative, the enzyme is not deleted, but instead has changed so that it can act against the substrate, intermediate, or product, at a rate that is less than the rate of the allele-wild enzyme. In the example, where the enzyme catalyzes a reversible reaction, then the enzyme must be changed so that it acts only in the desired direction of the reaction.

[00235] Por exemplo, em algumas concretizações, uma célula hospedeira recombinante pode ter uma deficiência em uma enzima capaz de conversão de pimeloil-[acp] em ácido 7-ceto- 8-aminopelargônico (KAPA) ou conversão 6-carboxihexanoil-CoA (pimeloil-CoA) em KAPA (por exemplo, uma deleção ou inativação de BioF, o gene codificante da sintetase do ácido 7-ceto-8-aminopelargônico (EC 2.3.1.47).[00235] For example, in some embodiments, a recombinant host cell may have a deficiency in an enzyme capable of converting pimeloyl- [acp] to 7-keto-8-aminopelargonic acid (KAPA) or 6-carboxyhexanoyl-CoA ( pimeloyl-CoA) in KAPA (for example, a deletion or inactivation of BioF, the 7-keto-8-aminopelargonic acid synthase gene (EC 2.3.1.47).

[00236] Em algumas concretizações, uma célula hospedeira recombinante pode ter uma deficiência na diaminopimelato descarboxilase, que cria uma auxotrofia de lisina. Uma auxotrofia de lisina pode ser particularmente útil para desregulação do fluxo de carbono em D,L-diaminopimelato, o precursor intermediário para lisina. Uma auxotrofia de lisina requeriria uma fermentação com alimentação em batelada.[00236] In some embodiments, a recombinant host cell may have a deficiency in diaminopimelate decarboxylase, which creates a lysine auxotrophy. A lysine auxotrophy can be particularly useful for deregulating the carbon flow in D, L-diaminopimelate, the intermediate precursor to lysine. A lysine auxotrophy would require a batch fed fermentation.

2.10 Crescimento de todo o biocatalisador celular2.10 Growth of the entire cell biocatalyst

[00237] Em algumas concretizações da invenção, as células hospedeiras são utilizadas, as quais são crescidas (ou seja, divididas) no tempo das células realizarem a conversão no método da invenção. Nestas concretizações, as células são cultivadas sob condições que otimizam a produção do alcano C7 difuncional desejado. Qualquer uma das células hospedeiras recombinantes descritas aqui pode ser cultivada para produzir e/ou secretar os produtos biosintéticas. Como utilizado aqui, o termo cultura é equivalente com o fermentador e o biorreator.[00237] In some embodiments of the invention, host cells are used, which are grown (i.e., divided) in time for the cells to perform the conversion in the method of the invention. In these embodiments, the cells are grown under conditions that optimize the production of the desired difunctional C7 alkane. Any of the recombinant host cells described here can be cultured to produce and / or secrete biosynthetic products. As used here, the term culture is equivalent to the fermenter and the bioreactor.

2.10.1 Meio:2.10.1 Medium:

[00238] Em alguns exemplos, a fonte de carbono utilizado para crescer será provida na forma de um caldo nutriente, por exemplo, meio Luria ou meio extrato de levedura. Em outros exemplos, um meio definido (quer dizer, um meio no qual a concentração de cada componente é conhecido) apropriado para o crescimento da célula hospedeira pode ser utilizado. Em uma alternativa, o meio crescimento compreende glicose como uma fonte de carbono. Em uma outra alternativa, a fonte de carbono utilizada pelas células hospedeiras no meio é glicose, sucrose, xilose, ácidos graxos e glicerol.[00238] In some examples, the carbon source used to grow will be provided in the form of a nutrient broth, for example, half Luria or half yeast extract. In other examples, a defined medium (that is, a medium in which the concentration of each component is known) suitable for the growth of the host cell can be used. In an alternative, the growth medium comprises glucose as a carbon source. In another alternative, the carbon source used by host cells in the medium is glucose, sucrose, xylose, fatty acids and glycerol.

2.10.2 Crescimento de cepas múltiplas na mesa cultura:2.10.2 Growth of multiple strains in the culture table:

[00239] Em algumas concretizações, as enzimas que catalisam a conversão no método da invenção estão presentes em mais de que uma cepa/espécie da célula, onde aquelas mais do que uma cepa/espécie de célula são utilizadas simultaneamente. No exemplo, onde a múltiplas cepas/espécies são crescidas quando a conversão no método da invenção é realizada (ou seja, as células estão e co-cultura), então as cepas/espécies que são escolhias devem ser selecionadas de modo que uma cepa não seja competente a outras cepas. A referida relação pode ser obtida pela introdução de uma simbiose artificial dentro da co-cultura. Quer dizer, que duas espécies/cepas que são utilizadas são cada uma auxotrófica para um nutriente essencial, mas para diferentes nutrientes. Além disso, a outra cepa deve ser construída para produzir um excesso daquele nutriente de modo que ambas as cepas possa sobreviver junto em uma cultura quando o meio de crescimento da cultura não compreender os dois nutrientes essenciais. A seleção e auxotrofias apropriadas estarão dentro do entendimento de um técnico no assunto seguindo os ensinamentos da invenção.[00239] In some embodiments, enzymes that catalyze conversion to the method of the invention are present in more than one cell strain / species, where those more than one cell strain / species are used simultaneously. In the example, where multiple strains / species are grown when conversion to the method of the invention is performed (that is, cells are co-cultured), then the strains / species that are chosen must be selected so that a strain does not be competent to other strains. This relationship can be obtained by introducing an artificial symbiosis within co-culture. That is to say, that two species / strains that are used are each auxotrophic for an essential nutrient, but for different nutrients. In addition, the other strain must be built to produce an excess of that nutrient so that both strains can survive together in a crop when the crop's growth medium does not understand the two essential nutrients. The appropriate selection and auxotrophies will be within the understanding of a person skilled in the art following the teachings of the invention.

2.10.3 Fermentação:2.10.3 Fermentation:

[00240] As condições de cultura descritas aqui podem ser escalonadas e crescidas continuamente para fabricação do ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7-oxoheptanóico, ácido 7- hidroxiheptanóico, T-hidroxiheptanal, ácido 7 aminoheptanóico, heptametilenodiamina, 1,7-heptandiol, 7 aminoheptanal, 7-aminohpetanol ou enantolactama. Exemplos de procedimentos de crescimento incluem, por exemplo, fermentação com alimentação em batelada e separação em batelada, fermentação de alimentação em batelada e separação continua, ou fermentação contínua e separação contínua.[00240] The culture conditions described here can be staggered and grown continuously to manufacture heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, 7-hydroxyheptanoic acid, T-hydroxyheptanal, 7 aminoheptanoic acid, heptamethylenediamine, 1,7 -heptandiol, 7 aminoheptanal, 7-aminohpetanol or enantolactam. Examples of growth procedures include, for example, batch feed fermentation and batch separation, batch feed fermentation and continuous separation, or continuous fermentation and continuous separation.

Todos estes processos são bem conhecidos da técnica. os procedimentos de fermentação são particularmente úteis para a produção biossintética de quantdiades comerciais de alcanos C7 di- e trifuncionais.All of these processes are well known in the art. fermentation procedures are particularly useful for the biosynthetic production of commercial quantities of di- and tri-functional C7 alkanes.

Geralmente, e como um procedimento de cultura contínua, a produção contínua e/ou próximo de contínua do ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7-oxoheptanóico, ácido T-hidroxiheptanóico, 7T-hidroxiheptanal, ácido 7- aminoheptanóico, heptametilenodiamina, 1,7-heptandiol,7- aminoheptanal, 7-aminoheptanol, ou enantolactama descritos previamente inclui cultivo de uma célula hospedeira recombinante produzindo ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7- oxoheptanóico, ácido T7-hidroxiheptanóico, 7-hidroxiheptanal, ácido 7-aminoheptanóico, heptametilenodiamina, 1,7- heptandiol, 7-aminoheptanal, 7-aminoheptanol ou enantolactama descrito aqui na presença de nutrientes suficientes e meio para sustentar e/ou quase sustentar o crescimento em uma fase exponencial.Generally, and as a continuous culture procedure, the continuous and / or near continuous production of heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, T-hydroxyheptanoic acid, 7T-hydroxyheptanal, 7-aminoheptanoic acid, heptamethylenediamine, 1,7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7-aminoheptanol, or enantolactam previously described includes culturing a recombinant host cell producing heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, T7-hydroxyheptanoic acid, 7-hydroxyheptanal acid, 7-aminoheptanoic, heptamethylenediamine, 1,7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7-aminoheptanol or enantolactam described here in the presence of sufficient nutrients and medium to support and / or almost sustain growth in an exponential phase.

A cultura contínua sob tais condições pode incluir, por exemplo, 1 dia, 2, 3, 4, 5, 6, ou 7 dias ou mais.Continuous culture under such conditions can include, for example, 1 day, 2, 3, 4, 5, 6, or 7 days or more.

Adicionalmente, a cultura contínua pode incluir 1 semana, 2 3, 4, Ou 5 ou mais semanas e até muitos meses.In addition, continuous culture can include 1 week, 2 3, 4, or 5 or more weeks and even many months.

Alternativamente, as células recombinantes podem ser cultivadas por horas, se apropriado, para uma aplicação particular.Alternatively, recombinant cells can be cultured for hours, if appropriate, for a particular application.

Deve ser entendido que as condições de cultura contínuas e/ou próximas de contínua também podem incluir todos os intervalos de tempo entre estes períodos exemplificados.It should be understood that continuous and / or close to continuous culture conditions can also include all time intervals between these exemplified periods.

Deve ser entendido adicionalmente que o tempo de cultivo da célula hospedeira da invenção é por um tempo suficiente para produzir uma quantidade suficiente do produto para um propósito desejado.It should be further understood that the cultivation time of the host cell of the invention is long enough to produce a sufficient amount of the product for a desired purpose.

[00241] Os procedimentos de fermentação são bem conhecidos da técnica. Resumidamente, a fermentação para a produção biossintética, do ácido heptano-1,7-dióico, ácido 7 oxoheptanóico, ácido 7-hidroxiheptanóico, 7-hidroxiheptanal, ácido 7-aminoheptanóico, heptametilenodiamina, 1,7- heptandiol, 7-aminohpetanal, 7-aminohpetanol ou enantolactama descritos previamente pode ser utilizados em, por exemplo, fermentação com alimentação em batelada e separação em batelada; fermentação com alimentação em batelada e separação contínua, ou fermentação contínua e separação continua. Exemplos de procedimentos de fermentação em batelada e contínua são bem conhecidos da técnica.[00241] The fermentation procedures are well known in the art. Briefly, the fermentation for the biosynthetic production of heptane-1,7-dioic acid, 7 oxoheptanoic acid, 7-hydroxyheptanoic acid, 7-hydroxyheptanal, 7-aminoheptanoic acid, heptamethylenediamine, 1,7-heptandiol, 7-aminohpetanal, 7 -aminohpetanol or enantolactam previously described can be used in, for example, fermentation with batch feeding and batch separation; batch fermentation and continuous separation, or continuous fermentation and continuous separation. Examples of batch and continuous fermentation procedures are well known in the art.

[00242] Em adição, os procedimentos de fermentação acima usando o ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7-oxoheptanóico, ácido 7T-hidroxiheptanóci, 7T-hidroxiheptanal, ácido 7 aminoheptaónico, heptametilenodiamina, 1,7-heptandiol, 7 aminoheptanal, 7-aminoheptanol ou enantolactama produtores descritos aqui para produção contínua de quantidades substanciais destes, o ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7- oxoheptanóico, ácido 7-hidroxiheptanóico, 7-hidroxiheptanal, ácido 7-aminoheptaóico, heptametilenodiamina, 1,7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7T-aminoheptanol ou produtores de enantolactama também podem ser, por exemplo, substancialmente submetidos à processos adicionais para converter o produto em outros compostos ou o produto pode ser separado a partir da cultura de fermentação e sequencialmente submetido às conversões químicas ou biocatalítica para converter o produto em outros compostos, se desejado.[00242] In addition, the above fermentation procedures using heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, 7T-hydroxyheptanoic acid, 7T-hydroxyheptanal, 7 aminoheptaonic acid, heptamethylenediamine, 1,7-heptandiol, 7 aminoheptanal , 7-aminoheptanol or enantolactam producers described herein for continuous production of substantial amounts thereof, heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, 7-hydroxyheptanoic acid, 7-hydroxyheptanal, 7-aminoheptaóico acid, heptamethylenediamine, 1, 7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7T-aminoheptanol or enantolactam producers can also, for example, be substantially subjected to additional processes to convert the product into other compounds or the product can be separated from the fermentation culture and sequentially subjected to chemical or biocatalytic conversions to convert the product into other compounds, if desired.

2.11 Composições da invenção2.11 Compositions of the invention

[00243] A invenção também provê composições compreendendo células hospedeiras recombinantes de acordo com a invenção e ácido heptano-l,7-dióico, ácido 7,-oxoheptanóico, ácido 7- hidroxiheptanócio, 7-hidroxiheptanal, ácido 7-aminopetanóico, heptametilenodiamina, 1,7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7T- aminoheptanol e enantolactama. A invenção também provê uma composição compreendendo uma célula hospedeira recombinante de acordo com a invenção e uma matéria-prima. Em algumas concretizações, a matéria prima é uma matéria prima renovável, por exemplo, onde a matéria prima é selecionada a partir do grupo consistindo de glicose, sucrose, xilose, ácidos graxos e glicerol. Em algumas concretizações, a matéria prima é um hidrocarboneto poli-aromático, por exemplo, benzeno, tolueno ou chiquimato (“shikimate”).[00243] The invention also provides compositions comprising recombinant host cells according to the invention and heptane-1,7-dioic acid, 7-oxoheptanoic acid, 7-hydroxyheptanoic acid, 7-hydroxyheptanal, 7-aminopetanoic acid, heptamethylenediamine, 1 , 7-heptandiol, 7-aminoheptanal, 7T-aminoheptanol and enantolactam. The invention also provides a composition comprising a recombinant host cell according to the invention and a raw material. In some embodiments, the raw material is a renewable raw material, for example, where the raw material is selected from the group consisting of glucose, sucrose, xylose, fatty acids and glycerol. In some embodiments, the raw material is a polyaromatic hydrocarbon, for example, benzene, toluene or chiquimate (“shikimate”).

3.1 Exemplos:3.1 Examples:

[00244] Tendo sido até agora descrita de forma genérica a invenção, a mesma será mais facilmente entendida com referência aos exemplos a seguir, que são providos pelo caminho da ilustração e não pretendem ser limitativos. Deve ser entendido que várias modificações e mudanças podem ser feitas aqui aquelas concretizações exemplificativas sem fugir do espírito e do escopo de proteção da invenção.[00244] Having so far described the invention in a generic way, it will be more easily understood with reference to the following examples, which are provided by way of illustration and are not intended to be limiting. It should be understood that various modifications and changes can be made here to those exemplary embodiments without departing from the spirit and scope of protection of the invention.

3.1.1 Conversão de 2,6-diaminopimelato para o ácido 2-amino- 5,6-dehidro pimélico (ácido 6-amino-2-hepteno dióico) e do ácido 2-aminoheptanodiócio em ácido 2-heptenodiócio por amônia-liases (EC 4.3.1.-) (Ver figura 10).3.1.1 Conversion of 2,6-diaminopimelate to 2-amino-5,6-dehydro pimelic acid (6-amino-2-heptene dioic acid) and 2-aminoheptanedioic acid to 2-heptenedioic acid by ammonia liases ( EC 4.3.1.-) (See figure 10).

3.1.1.1. Seleção da os genes de enzima MAL alvos:3.1.1.1. Selection of the target MAL enzyme genes:

[00245] Na identificação da rota envolvida na conversão do ácido 2,6-diamino pimélico em ácido pimélico, que é utilizado na produção e nylon-7,7 e na conversão do ácido pimélico em ácido 7-amino-heptanóico, genes alvos a partir destas rotas foram selecionados.[00245] In the identification of the route involved in the conversion of 2,6-diamino pyelic acid into pyelic acid, which is used in the production of nylon-7,7 and in the conversion of pyelic acid into 7-amino-heptanoic acid, target genes to from these routes were selected.

Em particular, as enzimas alvos formam selecionadas a partir da família de amônia-liases (EC 4.3.1), incluindo amônia-liases metilaspartato (MAL; EC 4.3.1.2), com base em sua ampla especificidade de substrato, presença em uma ampla faixa de hospedeiros, capacidade de ser clonada e expressa exogenamente; e estrutura cristal disponível para desenho racional da construção da proteína.In particular, the target enzymes are selected from the family of ammonia lyases (EC 4.3.1), including ammonia lyases metilaspartate (MAL; EC 4.3.1.2), based on their broad substrate specificity, presence on a wide host range, ability to be cloned and expressed exogenously; and crystal structure available for rational design of protein construction.

Os genes MAL obtidos de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum e Aspergillus oryzae foram selecionados.The MAL genes obtained from Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum and Aspergillus oryzae were selected.

As enzimas MAL codificadas por C. amalonaticus (GeneBank ABOO05294; fragmento 1641-2882878596..879060NM MN) e C. tetanomorphum (GeneBank S48141; fragmento 756-1997) tem dissimilaridade significante (57% de identidade). O gene de Aspergillus oryzae MAL (GeneBank XM 001827609) é evolucionariamente divergente (44% de identidade com Citrobacter amalonactius MAL, 39% de identidade com Clostridium tetanomorphum MAL), que pode mostrar diferentes propriedades catalíticas e/ou seletividade.The MAL enzymes encoded by C. amalonaticus (GeneBank ABOO05294; fragment 1641-2882878596..879060NM MN) and C. tetanomorphum (GeneBank S48141; fragment 756-1997) have significant dissimilarity (57% identity). The Aspergillus oryzae MAL gene (GeneBank XM 001827609) is evolutionarily divergent (44% identity with Citrobacter amalonactius MAL, 39% identity with Clostridium tetanomorphum MAL), which may show different catalytic properties and / or selectivity.

Uma outra amônia- liase não usual que é uma enzima potencial para a desaminação redutiva de 2,6-diaminopimelato e ácido 2-aminoheptanodióico, é a amônia-liase D-glucosaminato (EC 4.3.1.9) obtida de Pseudomonas fluorescens (número de acesso BAD69624). Esta é uma amônia-liase não usual que catalisa uma ua,B-eliminação: D-glucosaminato-2desidro-3-deoxi-D-gluconato + NH;Another unusual ammonia lyase which is a potential enzyme for the reductive deamination of 2,6-diaminopimelate and 2-aminoheptanedioic acid, is ammonia lyase D-glucosaminate (EC 4.3.1.9) obtained from Pseudomonas fluorescens (accession number BAD69624). This is an unusual ammonia lyase that catalyzes a water, B-elimination: D-glucosaminato-2dehydro-3-deoxy-D-gluconate + NH;

oH oH Hom: Ho tm —. . — OH - ç i —, o HO Ho o ooH oH Hom: Ho tm -. . - OH - ç i -, HO Ho o o

3.1.1.2 Clonagem dos vetores de expressão contendo genes alvos:3.1.1.2 Cloning of expression vectors containing target genes:

[00246] O gene alvo MAL selecionado a partir de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum, e Aspergillus oryzae foram então clonados em um IPTG indutível por uma cadeia princiaç pET21-a usando a tecnologia inABLE para gerar I4 (pEeET21-a com o gene MAL de Citrobacter amalonaticus), I5 (pET21-a com o gene MAL de Clostridium tetanomorphum), e IG6 (pET21-a com o gene MAL de Aspergillus oryzae). Primeiro, O gene e o vetor DNA são divididos em partes truncadas usando análise de software. A enzima de restrição potencial, por exemplo, EarI, sítios nos genes MAL selecionados e no vetor pET21 forma identificadas e interrompidas através de mutações de introdução. Os sítios de restrição EarI localizados dentro das sequências codificantes foram interrompidos, por exemplo, através da incorporação de uma mutação silenciosa, como para evitar a alteração da sequência de proteína codificada. O DNA resultante estava livre dos sítios Earl, e foi utilizado na sequência de entrada para a análise de software para desenhar as partes truncadas correspondentes, flanqueadas por Earl (ordenada através do DNA 2.0), oligonucleotídeos ligantes longos e curtos (encomendados através da Sigma-Aldrich), e oligonucleotídeos de partes longas e curtas (encomendados através da Sigma-Aldrich). A extremidade 5' de parte e os oligonucleotídeos ligantes forma fosforilados através de incubação do primer no atual T4-quinase sob condições de reação apropriadas (6 UM oligo, tampão 1 PNK, 1 mM de ATP, 10U de T4 quinase, 5 mM de DTT, 5% (p/v) de PEG 8000), a 37ºC durante 30 minutos, seguido pela inativação da enzima em 65ºC durante 20 minutos.[00246] The target MAL gene selected from Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum, and Aspergillus oryzae were then cloned into an IPTG inducible by a pET21-a main chain using inABLE technology to generate I4 (pEeET21-a with the MAL gene from Citrobacter amalonaticus), I5 (pET21-a with the MAL gene of Clostridium tetanomorphum), and IG6 (pET21-a with the MAL gene of Aspergillus oryzae). First, the gene and the DNA vector are divided into truncated parts using software analysis. The potential restriction enzyme, for example, EarI, sites in the selected MAL genes and in the pET21 vector were identified and disrupted by introduction mutations. The EarI restriction sites located within the coding sequences have been disrupted, for example, by incorporating a silent mutation, as to avoid altering the encoded protein sequence. The resulting DNA was free from the Earl sites, and was used in the input sequence for software analysis to design the corresponding truncated parts, flanked by Earl (ordered by DNA 2.0), long and short oligonucleotides (ordered through Sigma- Aldrich), and long and short part oligonucleotides (ordered through Sigma-Aldrich). The 5 'end of the part and the ligand oligonucleotides form phosphorylated by incubating the primer in the current T4-kinase under appropriate reaction conditions (6 UM oligo, 1 PNK buffer, 1 mM ATP, 10U T4 kinase, 5 mM DTT , 5% (w / v) PEG 8000), at 37ºC for 30 minutes, followed by inactivation of the enzyme at 65ºC for 20 minutes.

[00247] Em seguida, os oligos ligantes fosforilados e oligos com parte fosforilada foram anelados através da mistura de quantidades equimolares de cada oligo (50 UL a 6 UM) e então aquecer a mistura a 65ºC em um termociclador antes de gradualmente diminuir a temperatura abaixo de 20ºC para formar oligos com partes de dupla-fitas parciais e oligos ligantes com dupla-fitas parciais tendo balanços específicos de 16 bp (temperatura de fusão acima de 75ºC). Os oligos parte anelados resultantes (POA) e os oligos ligantes anelados (LOA) foram então diluídos em uma concentração final de 1 mM com tampão TE (tris-EDTA).[00247] Then, the phosphorylated binder oligos and phosphorylated oligos were annealed by mixing equimolar amounts of each oligo (50 UL at 6 UM) and then heating the mixture to 65ºC in a thermocycler before gradually lowering the temperature below 20ºC to form oligos with parts of partial double strips and binder oligos with partial double strips having specific balances of 16 bp (melting temperature above 75ºC). The resulting ringed part oligos (POA) and ringed ligand oligos (LOA) were then diluted to a final concentration of 1 mM with TE buffer (tris-EDTA).

[00248] Então, os fragmentos parciais/ligantes correspondentes aos genes selecionados (citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorfphum e Aspergillus oryzae MAL) foram gerados através de ciclos sucessivos de digestão FarI das partes truncadas clonadas seguido pela ligação de seu respectivo oligo parte anelado (POAZ8, POA29, ou POA3O) sua parte truncada (TP28, TP29 ou TP30), e os oligos ligantes anelados a partir da cadeia principal do vetor (LOA31l). A fusão da parte ligante correspondente à cadeia principal do vetor foi preparada pela ligação e seus oligos parte anelados (POA31), sua parte truncada (TP3l1) e os oligos ligantes anelados tanto a partir dos genes (LOAZ8, LOAZ29 ou LOA3O). Dez e vinte vezes Oo excesso molar de LAO e POA comparado a parte truncada forma utilizadas no gene e as reações do vetor respectivamente em favor da ligação entre a parte truncada e os oligonucleotídeos durante cada ciclo de digestão/ligação EarI. As reações foram realizadas em um volume total de 50UL e foram incubadas em um termociclador (Eppendorf Mastercycler Gradient). Ciclos de digestão/ligação EarI foram conseguidos pela alteração da temperatura entre 37ºC e 16ºC, que corresponde a temperatura ótima para a digestão FarI e para à ligação usando a T4 DNA ligase respectivamente. As amostras foram carregadas em um gel de agarose a 0,7%, e a parte ligante foi purificada a partir da cadeia principal residual através da separação em gel de agarose e extração por gel (QIAGEN QIAquick Gel Extraction Kit). Os fragmentos de tamanho esperados foram observados após a eletroforese em gel de agarose para a preparação de fragmentos ligantes parciais. A ligação do fragmento digerido com os oligonucleotídeos anelados mostram 3bp compatíveis com resultados balanceados na formação de uma parte não clivável/fragmento ligante.[00248] Then, the partial fragments / ligands corresponding to the selected genes (citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorfphum and Aspergillus oryzae MAL) were generated through successive cycles of FarI digestion of the cloned truncated parts followed by the connection of their respective ringed oligo part (POAZ8, POA29, or POA3O) its truncated part (TP28, TP29 or TP30), and the ligated oligos linked from the vector's main chain (LOA31l). The fusion of the ligand part corresponding to the main chain of the vector was prepared by the ligation and its ringed oligos (POA31), its truncated part (TP3l1) and the ringed oligos ligands both from the genes (LOAZ8, LOAZ29 or LOA3O). Ten and twenty times the molar excess of LAO and POA compared to the truncated part were used in the gene and the vector reactions respectively in favor of the link between the truncated part and the oligonucleotides during each EarI digestion / binding cycle. The reactions were carried out in a total volume of 50UL and were incubated in a thermocycler (Eppendorf Mastercycler Gradient). EarI digestion / binding cycles were achieved by changing the temperature between 37ºC and 16ºC, which corresponds to the optimum temperature for FarI digestion and binding using T4 DNA ligase respectively. The samples were loaded onto a 0.7% agarose gel, and the binder part was purified from the residual main chain through separation on agarose gel and gel extraction (QIAGEN QIAquick Gel Extraction Kit). The expected size fragments were observed after agarose gel electrophoresis for the preparation of partial ligand fragments. The ligation of the digested fragment with the ringed oligonucleotides shows 3bp compatible with balanced results in the formation of a non-cleavable part / ligand fragment.

[00249] As fusões do gene parcial/ligante foram então combinadas com seus respectivos vetores de fusão parcial/ligantes usando um arranjo em 2 partes para construir o vetor de expressão em E. coli usando as partes ligantes previamente geradas. O gene e o vetor das fusões das partes ligantes foram misturados juntos, em uma quantidade equimolar (0,1 pmol cada), que resultou no arranjo de fragmento de DNA esperado devido ao balanço específico de complementariedade formado no oligonucleotídeo de parte anelada e no oligonucleotídeo ligante anelado a partir de cada parte. As reações foram incubadas em temperatura ambiente durante 30 minutos antes da transformação de alta eficiência quimicamente competente NEB10fB de células de EF. coli usando 2 ul do arranjo de reação de 10 ul de células competentes. As células transformadas forma plaqueadas em LB-Amp-agar e incubadas a 37ºC durante a noite. Quinhentos clones foram obtidos para cada arranjo. Dois clones aleatórios foram então colhidos de cada arranjo e os vetores correspondentes foram isolados usando o kit QIAGEN QIAprep Miniprep.[00249] The partial gene / ligand fusions were then combined with their respective partial fusion / ligand vectors using a 2-part arrangement to construct the E. coli expression vector using the previously generated ligand parts. The gene and vector of the fusions of the linker parts were mixed together, in an equimolar amount (0.1 pmol each), which resulted in the expected DNA fragment arrangement due to the specific balance of complementarity formed in the ringed oligonucleotide and the oligonucleotide annular binder from each part. The reactions were incubated at room temperature for 30 minutes before the NEB10fB chemically competent high efficiency transformation of EF cells. coli using 2 ul of the 10 ul reaction array of competent cells. The transformed cells were plated on LB-Amp-agar and incubated at 37ºC overnight. Five hundred clones were obtained for each array. Two random clones were then harvested from each array and the corresponding vectors were isolated using the QIAGEN QIAprep Miniprep kit.

[00250] A análise de restrição foi realizada sobre os vetores previamente isolados para confirmar a construção o arranjo correto, por exemplo, o arranjo para o gene Citrobacter amalonaticus dentro da cadeia principal de pET21- a. os clones obtidos a partir do arranjo do gene Citrobacter amalonaticus no vetor de expressão de E.coli foram analisados usando Pvul e BmgBI para identificar os clones positivso para a inserção. Os clones obtidos a partir do arranjo do gene Clostridum tetanomorphum no vetor de expressão E. coli foram analisados usando PstI e AlwNI (figura 30, tabela 10) para identificar os clones positivos para a inserção. Os clones obtidos a partir do arranjo do gene Aspergillus oryzae dentro do vetor de expressão E. coli foram analisados usando SphI e EcoRV para identificar os clones positivos para a inserção. Os produtos de restrição a partir de cada amostra foram analisados usando eletroforese em gel de agarose. O padrão de banda esperado foi observado para ambos os clones a partir de cada arranjo confirmou a constrição dos vetores de expressão de E. coli colhidos do gene MAL de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum e Aspergillus oryzae. O arranjo dos 17 vetores controle negativos (pET21-a controle) foi realizado usando a fusão parcial/ligante de Pet21-a, ligante parcial/pET21-a foi realizado como um controle negativo, e clones a partir da geração do constructo livre do gene controle negativo foram analisados usando XmnI e AlwNI. Para confirmar adicionalmente o arranjo adequado dos vetores de expressão, as junções parciais entre a extremidade 3'” da cadeia principal do vetor e a extremidade 5' dos genes, bem como entre a extremidade 3" do gene e a extremidade 5' da cadeia principal do vetor foram sequenciadas a partir de um dos dois clones obtidos de cada arranjo.[00250] The restriction analysis was performed on the previously isolated vectors to confirm the construction the correct arrangement, for example, the arrangement for the Citrobacter amalonaticus gene within the main chain of pET21- a. the clones obtained from the Citrobacter amalonaticus gene array in the E.coli expression vector were analyzed using Pvul and BmgBI to identify the positive clones for insertion. The clones obtained from the Clostridum tetanomorphum gene array in the E. coli expression vector were analyzed using PstI and AlwNI (figure 30, table 10) to identify the positive clones for insertion. The clones obtained from the Aspergillus oryzae gene array within the E. coli expression vector were analyzed using SphI and EcoRV to identify the positive clones for insertion. Restriction products from each sample were analyzed using agarose gel electrophoresis. The expected band pattern was observed for both clones from each arrangement confirmed the constriction of E. coli expression vectors collected from the MAL gene of Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum and Aspergillus oryzae. The arrangement of the 17 negative control vectors (pET21-a control) was performed using the partial fusion / Pet21-a ligand, partial ligand / pET21-a was performed as a negative control, and clones from the generation of the free gene construct negative controls were analyzed using XmnI and AlwNI. To further confirm the proper arrangement of the expression vectors, the partial junctions between the 3 '”end of the vector's main chain and the 5' end of the genes, as well as between the 3" end of the gene and the 5 'end of the main chain of the vector were sequenced from one of the two clones obtained from each array.

3.1.1.3 Expressão dos genes MAL exógenos em E. coli:3.1.1.3 Expression of exogenous MAL genes in E. coli:

[00251] Os constructos de E. coli obtidos previamente forma utilizados para estudar a expressão dos genes MAL de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum e Aspergillus oryzae em E. coli. Os ventores (10 ng DNA de cada arranjo) foram utilizados para transformar células de E. coli BL21 eletro-competentes (DE3), e transformação e amostras forma colocadas em LB-Amp-agar. Os transformantes foram obtidos após incubação durante a noite a 37ºC.[00251] The E. coli constructs obtained previously were used to study the expression of the MAL genes of Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum and Aspergillus oryzae in E. coli. The ventors (10 ng DNA from each array) were used to transform electro-competent E. coli BL21 cells (DE3), and transformation and samples were placed on LB-Amp-agar. Transformants were obtained after overnight incubation at 37ºC.

[00252] Um único clone foi colhido a partir de cada arranjo na placa, e foi utilizado para inocular 5 ml do meio LB-Amp como uma cultura inicial. O ODr;ow foi medido após incubação durante a noite a 37ºC e 250 rpm. Dois mL de cada cultura inicial (aproximadamente 4,5x10' - 6,2x10' células) foram utilizados para inocular 100 mL de LB-Amp, e as culturas foram incubadas em um frasco de 500 mL com agitação não constante a 37ºC e 250 rpm até um OD«oo de 0,6 a 0,8 ser alcançado. A expressão da proteína, que é controlada pelo promotor T7 em pET21-a, foi induzida pela adição de 1 mM de IPTG (concentração final) e as culturas foram incubadas adicionalmente a 37ºC e 250 rpm. 1 mL de cada amostra foi tomado antes da indução, 4 horas após a indução, e 24 horas após a indução. O crescimento celular foi verificado pela medida do OD«oo. A cultura remanescente deixou a incubação após 24 hora se indução foi transferida para um tubo Falcon de 50 mL, colhida pela centrifugação a 5000 rpm durante 10 minutos e as pelotas celulares armazenada a -20ºC.[00252] A single clone was harvested from each array on the plate, and was used to inoculate 5 ml of the LB-Amp medium as an initial culture. ODr; ow was measured after overnight incubation at 37ºC and 250 rpm. Two mL of each initial culture (approximately 4.5x10 '- 6.2x10' cells) was used to inoculate 100 mL of LB-Amp, and the cultures were incubated in a 500 mL flask with non-constant shaking at 37ºC and 250 rpm until an OD of 0.6 to 0.8 is achieved. Protein expression, which is controlled by the T7 promoter in pET21-a, was induced by the addition of 1 mM IPTG (final concentration) and the cultures were further incubated at 37ºC and 250 rpm. 1 mL of each sample was taken before induction, 4 hours after induction, and 24 hours after induction. Cell growth was verified by measuring OD'o. The remaining culture left the incubation after 24 hours if induction was transferred to a 50 mL Falcon tube, harvested by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes and the cell pellets stored at -20ºC.

[00253] Em seguida, as amostras no ponto do tempo em cada arranjo foram processadas para análise SDS-PAGE. As amostras foram centrifugadas a 13000 rpm durante 2 minutos antes do sobrenadante ser removido e as células foram lisadas usando o reagente de extração de proteína Bugbuster suplementado com lisozima (15 mg/ml) e benzonase (3,4 U/UL). As reações de lise foram então centrifugadas a 13000 rpm durante 2 minutos, e a fração solúvel foi transferida para um novo tubo e a fração insolúvel foi ressuspensas em água. 20 UL de cada fração foram misturadas com 80 UuL de tampão de amostra SDS (tampão de SDS-carga, 9% DTT e água) e a mistura foi aquecida em um bloqueador de calor (“heatblock”) durante 5 minutos a 95ºC. 10 UL de cada amostra foram então carregadas sobre gel triceno SDS-PAGE 4-20% para analisar o conteúdo de proteína das frações solúveis e insolúveis. Uma banda da proteína no tamanho esperado (45 kDa) foi claramente visível na fração solúvel após indução IPTG. Nenhuma proteína correspondente foi observada no experimento do controle negativo sugerindo que a proteina MAL esperada de 45 kKDa Citrobacter amalonaticus e a proteina MAL de 45 kDa Clostridium tetanomorphum foram expressas com sucesso como proteínas solúveis em E. coli a partir dos constructos de vetor de expressão arranjados. Nenhuma proteína significante foi observada na fração insolúvel de qualquer amostra após a indução. A proteína de 45 kDa MAL de Aspergillus oryzae também foi expressa em E. coli a partir do constructo do vetor de expressão arranjado, mas ele foi expresso como uma proteína isolada (uma banda de 45 kDa foi visível na fração insolúvel após indução) (Ver, a figura 11 A e 11B).[00253] Then, the samples at the time point in each array were processed for SDS-PAGE analysis. The samples were centrifuged at 13,000 rpm for 2 minutes before the supernatant was removed and the cells were lysed using the Bugbuster protein extraction reagent supplemented with lysozyme (15 mg / ml) and benzonase (3.4 U / UL). The lysis reactions were then centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes, and the soluble fraction was transferred to a new tube and the insoluble fraction was resuspended in water. 20 UL of each fraction were mixed with 80 UuL of SDS sample buffer (SDS-load buffer, 9% DTT and water) and the mixture was heated in a heat block for 5 minutes at 95ºC. 10 UL of each sample were then loaded onto 4-20% SDS-PAGE tricene gel to analyze the protein content of the soluble and insoluble fractions. A protein band of the expected size (45 kDa) was clearly visible in the soluble fraction after IPTG induction. No corresponding proteins were observed in the negative control experiment suggesting that the expected 45 kKDa MAL protein Citrobacter amalonaticus and the 45 kDa MAL protein Clostridium tetanomorphum were successfully expressed as soluble proteins in E. coli from the expression vector constructs arranged . No significant protein was observed in the insoluble fraction of any sample after induction. The 45 kDa MAL protein from Aspergillus oryzae was also expressed in E. coli from the arranged expression vector construct, but it was expressed as an isolated protein (a 45 kDa band was visible in the insoluble fraction after induction) (See , Figure 11A and 11B).

[00254] De modo a melhorar a solubilidade da proteína MAL, de Aspergillus oryzae, a temperatura da indução e/ou a concentração do indutor foi reduzida, o que em alguns casos demonstrou resultar em solubilidade aumentada da proteína devido a uma taxa menor na síntese da proteína e, portanto, uma eficiência maior na dobra da proteína. Estes parâmetros foram reduzidos usando a mesma expressão e o procedimento de indução descrita acima, mas a análise SDS-PAGE mostrou que a proteína MAL de Aspergillus oryzae será ainda insolúvel (uma banda de 45 kDa foi visível na fração insolúvel após indução). Um vetor de expressão de levedura contendo a proteína MAL de Aspergillus oryzae pode ser utilizado para expressar a proteína na forma solúvel.[00254] In order to improve the solubility of the MAL protein, from Aspergillus oryzae, the induction temperature and / or the concentration of the inducer has been reduced, which in some cases has been shown to result in increased protein solubility due to a lower rate in synthesis of the protein and therefore greater efficiency in folding the protein. These parameters were reduced using the same expression and the induction procedure described above, but the SDS-PAGE analysis showed that the Aspergillus oryzae MAL protein will still be insoluble (a 45 kDa band was visible in the insoluble fraction after induction). A yeast expression vector containing the Aspergillus oryzae MAL protein can be used to express the protein in soluble form.

[00255] As culturas de E. coli expressando os genes MAL de Citrobacter amalonaticus our Clostridium tetanomorphum foram escalonadas para aumentar a produção das proteínas solúveis para uso na análise enzimática. As culturas foram crescidas, induzidas, e colhidas como previamente descrito, Resumidamente, um clone único foi coletado de cada placa de transformação previamente preparada, e 20 ml de meio LB-Amp foram inoculados como cultura inicial. O OD«oo foi medido após a incubação durante a noite a 37ºC e 250 rpm. 16 mL de cada cultura inicial (aproximadamente 4,4x108 células) foram utilizados para inocular 800 mL de LB-Amp, e as culturas foram incubadas em um frasco de agitação não uniforme de 2L a[00255] E. coli cultures expressing the MAL genes of Citrobacter amalonaticus our Clostridium tetanomorphum were scaled to increase the production of soluble proteins for use in enzymatic analysis. Cultures were grown, induced, and harvested as previously described. Briefly, a single clone was collected from each transformation plate previously prepared, and 20 ml of LB-Amp medium was inoculated as the initial culture. OD 'oo was measured after overnight incubation at 37ºC and 250 rpm. 16 ml of each initial culture (approximately 4.4x108 cells) were used to inoculate 800 ml of LB-Amp, and the cultures were incubated in a 2L non-uniform shaking flask at

37ºC e 250 rpm até um OD«oo de 0,6 a 0,8 ser conseguido. A expressão da proteína foi induzida pela adição de 1 mM de IPTG (concentração final), e as culturas foram adicionalmente incubadas a 37ºC e 250 rpm. Após 24 horas de incubação após indução, a cultura remanescente foi transferida para quatro tubos Falcon de 50 mL, colhidas por centrifugação repetitiva a 5000 rpm durante 10 minutos (4 rodadas de centrifugação por tubo; 50 mL de meio por rodada) e as pelotas celulares armazenadas a -20ºC.37ºC and 250 rpm until an OD of 0.6 to 0.8 is achieved. Protein expression was induced by the addition of 1 mM IPTG (final concentration), and the cultures were further incubated at 37ºC and 250 rpm. After 24 hours of incubation after induction, the remaining culture was transferred to four 50 ml Falcon tubes, harvested by repetitive centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes (4 rounds of centrifugation per tube; 50 ml of medium per round) and the cell pellets stored at -20ºC.

[00256] A lise da conta de vidro foi utilizada para romnper as células para coleta da proteína MAL de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum e Aspergillus oryzae. As pelotas celulares a partir das amostras com 24 horas após a indução foram ressuspensas em um tampão de lise consistindo de 0,1 mM de Tris, 1 mg/ml de Pepstatin A e 200 mM de PMSF de inibidores de protease. Lavados com ácido 212-300 um de contas de vidro (0,4 g por l mL de tampão de lise) foram adicionados em cada tubo, e o lisado em um banho-maria de sonicação em paralelo. 250 ul das amostras para cada um dos 4 tubos foram tomados antes da sonicação e após 5 minutos e lOminutos da lise celular. 250 ul das mostras em cada ponto do tempo foram colhidos para resultar em uma amostra total de 1 mL. Os extratos livres de célula foram preparados por centrifugação durante 10 minutos a 5000 rpm e transferência do sobrenadante para novos tubos. Amostras insolúveis foram preparadas após a ressuspensão das pelotas celulares isoladas após 10 minutos de sonicação com um volume equivalente de água. As pelotas remanescentes e o sobrenadante foram armazenados a -20ºC. 20 ul de cada fração unida foram misturadas com 80 ul de tampão de amostra SDS (tampão de SDS-[00256] Lysis of the glass bead was used to break the cells for the collection of the MAL protein of Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum and Aspergillus oryzae. Cell pellets from samples 24 hours after induction were resuspended in a lysis buffer consisting of 0.1 mM Tris, 1 mg / ml Pepstatin A and 200 mM PMSF protease inhibitors. Washed with 212-300 μm of glass beads (0.4 g per 1 ml of lysis buffer) were added to each tube, and the lysate in a parallel sonication water bath. 250 µl of samples for each of the 4 tubes were taken before sonication and after 5 minutes and 10 minutes of cell lysis. 250 ul of the samples at each point in time were taken to result in a total sample of 1 mL. The cell-free extracts were prepared by centrifugation for 10 minutes at 5000 rpm and transfer of the supernatant to new tubes. Insoluble samples were prepared after resuspending the isolated cell pellets after 10 minutes of sonication with an equivalent volume of water. The remaining pellets and the supernatant were stored at -20ºC. 20 µl of each pooled fraction was mixed with 80 µl of SDS sample buffer (SDS-

carga, 9% de DTT e água) e a mistura foi aquecida em um bloqueador de calor (“heatblock”) durante 5 minutos a 95ºC. UL de cada amostra SDS foram então carregadas sobre gel triceno SDS-PAGE 4-20% para analisar o conteúdo de proteína das frações solúveis e insolúveis. Bandas de proteínas foram claramente detectadas nas amostras, a partir da expressão da MAL de Citrobacter amalonaticus e Clostridium tetanomorphum.load, 9% DTT and water) and the mixture was heated in a heat block (“heatblock”) for 5 minutes at 95ºC. UL of each SDS sample was then loaded onto 4-20% SDS-PAGE tricene gel to analyze the protein content of the soluble and insoluble fractions. Protein bands were clearly detected in the samples, from the MAL expression of Citrobacter amalonaticus and Clostridium tetanomorphum.

3.1.1.4 Funcionalidade da MAL expressa exogenamente:3.1.1.4 Functionality of MAL expressed exogenously:

[00257] A atividade da amônia-liase de metil aspartato derivada de Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum e Aspergillus oryzae foi avaliada usando as cepas I4, I5, e I6 em relação ao beta-metil aspartato, em primeiro lugar. Nos estudos subsequentes, aqui descritos, a atividade destas cepas foram avaliadas no contexto de substratos diferentes, denominados, 2-aminopimelato, D,L- lisina e, finalmente, ácido 2,6-diaminopimélico. Um controle negativo da bio-transformação de 2-aminopimelato com 1I17 também foi conduzido.[00257] The activity of methyl aspartate ammonia lyase derived from Citrobacter amalonaticus, Clostridium tetanomorphum and Aspergillus oryzae was evaluated using strains I4, I5, and I6 in relation to beta-methyl aspartate, in the first place. In the subsequent studies, described here, the activity of these strains was evaluated in the context of different substrates, called, 2-aminopimelate, D, L-lysine and, finally, 2,6-diaminopimelic acid. A negative control of the bio-transformation of 2-aminopimelate with 1I17 was also conducted.

3.1.1.4.1 Classificação da Biotransformação das cepas I4, 15, e I6, em relação ao beta-metil-aspartato: NH, co,H eo o Ho. SE 4 NH HO,C3.1.1.4.1 Classification of Biotransformation of strains I4, 15, and I6, in relation to beta-methyl-aspartate: NH, co, H and Ho. SE 4 NH HO, C

[00258] Seis biotransformantes foram preparados tanto em 59/L quanto 20 g/L , equivalente a toda a célula dos lisados celulares de I4, I5 e I6. A concentração da enzima foi calculada com base em todo o equivalente de células que é a massa de célula pelotizadas após a centrifugação (peso celular líquido) dividida pelo volume do tampão utilizado para ressuspender as células durante a lise. os biotransformantes foram conduzidos em volumes de 3 ml com 10 mM de DL-treo-beta-metil-aspartato.[00258] Six biotransformants were prepared in both 59 / L and 20 g / L, equivalent to the entire cell of the cell lysates of I4, I5 and I6. The concentration of the enzyme was calculated based on the whole cell equivalent which is the pelleted cell mass after centrifugation (net cell weight) divided by the volume of the buffer used to resuspend the cells during lysis. biotransformants were conducted in 3 ml volumes with 10 mM DL-threo-beta-methyl-aspartate.

[00259] As reações foram incubadas a 30ºC em um incubador orbital e as amostras removidas para análise por HPLC após 1, e 18 horas. As alíquotas de 1 ml foram preparadas para análise por tratamento com calor para remover as proteínas instáveis ao calor. As amostras foram subsequentemente centrifugadas em 10.000 rpm durante 2 minutos e filtradas através de um filtro com 2 microns. A análise das amostras foi realizada por HPLC usando uma coluna Phenomenex Rezex com 5 mM de ácido sulfúrico em fase móvel usando detecção RID e UV. A confirmação da atividade liase foi afirmada pela detecção de ácido mesacônico nas amostras. A concentração de ácido mesacônico formado em cada biotransformação foi determinada pela medida de um ácido mesacônico externo padrão obtido da Aldrich.[00259] The reactions were incubated at 30ºC in an orbital incubator and the samples removed for analysis by HPLC after 1, and 18 hours. The 1 ml aliquots were prepared for analysis by heat treatment to remove heat unstable proteins. The samples were subsequently centrifuged at 10,000 rpm for 2 minutes and filtered through a 2 micron filter. The analysis of the samples was performed by HPLC using a Phenomenex Rezex column with 5 mM sulfuric acid in mobile phase using RID and UV detection. Confirmation of lyase activity was confirmed by the detection of mesaconic acid in the samples. The concentration of mesaconic acid formed in each biotransformation was determined by measuring a standard external mesaconic acid obtained from Aldrich.

[00260] O ácido mesacônico foi detectado em todas as biotransformações das cepas I4 e 15, confirmando que a expressão funcional da enzima liase estava presente nestes extratos celulares. Nenhuma atividade foi observada na cepa I6 que é consistente com os resultados observados pela análise SDS-PAGE da proteína expressa que mostrou a proteína sendo expressa na forma insolúvel. O rendimento do ácido mesacônico em todas as amostras analisadas das cepas I4 e I5 foi de -5 mM, o que é consistente com a atividade antecipada em 10 mM de DL-treo-beta-metil-aspartato, uma vez que a enzima alelo selvagem é L-enantioseletiva. Na conversão completa das cepas I4 e I5 foi observada após apenas 1 hora de incubação.[00260] Mesaconic acid was detected in all biotransformations of strains I4 and 15, confirming that the functional expression of the lyase enzyme was present in these cell extracts. No activity was observed in strain I6 which is consistent with the results observed by the SDS-PAGE analysis of the expressed protein that showed the protein being expressed in insoluble form. The yield of mesaconic acid in all analyzed samples of strains I4 and I5 was -5 mM, which is consistent with the anticipated activity in 10 mM DL-threo-beta-methyl-aspartate, since the wild allele enzyme it is L-enantioselective. The complete conversion of strains I4 and I5 was observed after only 1 hour of incubation.

3.1.1.4.2 Classificação da biotransformação das cepas I4 e I5 em relação a 2-aminopimelato: NH, tee Neon TA Hoc NA >cor + Nº3.1.1.4.2 Classification of biotransformation of strains I4 and I5 in relation to 2-aminopimelate: NH, tee Neon TA Hoc NA> color + Nº

[00261] Oito biotransformações foram preparadas em níveis variáveis de enzima e concentração de substrato (2 variáveis, 2 níveis de desenho stat) para examinar a atividade da enzima 14 e I5 em relação a 2-aminopimelato. As biotransformações foram calculadas em volumes de 3 ml com cargas variáveis como indicado abaixo: cepa I4 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa T4 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM cepa T4 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa I4 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM cepa I5 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa I5 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM cepa I5 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa 15 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM[00261] Eight biotransformations were prepared at varying levels of enzyme and substrate concentration (2 variables, 2 levels of stat design) to examine the activity of enzyme 14 and I5 in relation to 2-aminopimelate. Biotransformations were calculated in volumes of 3 ml with variable loads as indicated below: strain I4 5 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate T4 strain 5 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate T4 strain 20 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate strain I4 20 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate strain I5 5 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate strain I5 5 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate strain I5 20 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate strain 15 20 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate

[00262] As biotransformações foram colocadas em um tubo Falcon a 30ºC em um incubador com agitação. As alíquotas (1ml) foram removidos a partir das biotransformações após 7, 14 e 21 dias. A incubação prolongada foi operada para prover a melhor chance possível de observação da atividade liase. As alíquotas de 1 ml foram preparadas para análise pelo tratamento por calor para remover as proteínas instáveis ao calor. As amostras foram subsequentemente centrifugadas a 10,000 rpm durante 2 minutos e filtrada através de um filtro de 0,2 microns. A análise das amostras foi realizada por HPLC usando um método de derivação em pré-coluna. Este método compreende a formação e um aduto quiral com um Boc-cisteína e um reagente orto-ftaladeído para formar um par de derivados diastereomérico de L- e D-2-aminopimelato. Os Diasterômeros (representantes dos enantiômeros de 2-aminopimelato) podem então ser separados por HPLC usando uma coluna C18 e um tampão fosfato potássio 5 mM, pH 7,0 e um gradiente de acetonitrila em 338 nm. As áreas de pico para os sinais L- e D-2-aminopimelato em cada amostra foram registrados e observados a diminuição no padrão de L-2-aminopimelato é expressa como % relativa ao D-2-aminopimelato.[00262] Biotransformations were placed in a Falcon tube at 30ºC in a shaking incubator. The aliquots (1ml) were removed from the biotransformations after 7, 14 and 21 days. The prolonged incubation was operated to provide the best possible chance of observing lyase activity. The 1 ml aliquots were prepared for analysis by heat treatment to remove heat unstable proteins. The samples were subsequently centrifuged at 10,000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron filter. Sample analysis was performed by HPLC using a pre-column derivation method. This method comprises the formation and a chiral adduct with a Boc-cysteine and an ortho-phthaladehyde reagent to form a pair of diastereomeric derivatives of L- and D-2-aminopimelate. Diasteromers (representatives of the 2-aminopimelate enantiomers) can then be separated by HPLC using a C18 column and a 5 mM potassium phosphate buffer, pH 7.0 and an acetonitrile gradient at 338 nm. The peak areas for the L- and D-2-aminopimelate signals in each sample were recorded and the decrease in the L-2-aminopimelate pattern is observed and expressed as% relative to D-2-aminopimelate.

[00263] Os dados mostram L-2-aminopimelato sendo degradado em todas as biotransformações. o aumento no excesso enantiomérico é consistente com a L-enantio-seletividade natural esperada para estas enzimas liases que preferencialmente agem em L-beta-metil-aspartato. As cargas de substratos menores (5 mM) também mostraram um maior enriquecimento .enantio- (ou seja, maior conversão de substrato disponível) comparado às maiores cargas de substrato que é consistente com a atividade liase antecipada.[00263] The data shows L-2-aminopimelate being degraded in all biotransformations. the increase in enantiomeric excess is consistent with the expected natural L-enantioselectivity for these lyase enzymes that preferentially act on L-beta-methyl-aspartate. Smaller substrate loads (5 mM) also showed greater .enantio- enrichment (ie, greater conversion of available substrate) compared to higher substrate loads that is consistent with anticipated lyase activity.

[00264] A presença de 2-aminopimelato não reagido foi confirmada via espectrometria de massa. O M+H igual a 176,09 foi observado na amostra e combinado com o espectro de massa simulado para C;Hi3NO0s. Na curta total do espectro de massa, O produto de ácido enóico (M+H = 159,06) não foi observado. Entretanto, quando o MS acumulou íons por 20 segundos sobre uma massa ampla de 20 m/z, o isolamento do produto correto foi observado e combinado com o espectro de massa simulado para C;H;i3NO.s.[00264] The presence of unreacted 2-aminopimelate was confirmed via mass spectrometry. M + H equal to 176.09 was observed in the sample and combined with the mass spectrum simulated for C; Hi3NO0s. In the total short of the mass spectrum, the product of enoic acid (M + H = 159.06) was not observed. However, when the MS accumulated ions for 20 seconds over a wide mass of 20 m / z, the isolation of the correct product was observed and combined with the simulated mass spectrum for C; H; i3NO.s.

[00265] Uma amostra do material inicial do ácido rac-2- aminopimélico foi também analisada. Usando o mesmo método realizado neste padrão, foi claramente observado o íon molecular esperado para 2-aminopimelato. Entretanto,[00265] A sample of the rac-2-aminopimelic acid starting material was also analyzed. Using the same method performed on this standard, the expected molecular ion for 2-aminopimelate was clearly observed. Meantime,

repetindo o íon MS acumulado por 20 segundos sobre uma ampla massa de 20 m/z, o isolamento (como foi realizado na amostra de biotransformação anterior) revelou a presença do produto de ácido enóico como um fragmento de massa.repeating the MS ion accumulated for 20 seconds over a wide mass of 20 m / z, the isolation (as was done in the previous biotransformation sample) revealed the presence of the enoic acid product as a mass fragment.

3.1.1.4.3 Biotransformação do controle negativo de 2- aminopimelato com a cepa I17:3.1.1.4.3 Biotransformation of the negative control of 2-aminopimelate with strain I17:

[00266] Quatro biotransformações foram preparadas com níveis variados de estrato celular e substrato para combinar os níveis utilizados no experimento descrito em 3.1.1.4.1. As biotransformações foram conduzidas em volumes de reação de 3 ml como indicado abaixo: cepa I7 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa I7 5 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM cepa I7 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 5 mM cepa I7 20 g/L; concentração de 2-aminopimelato 10 mM[00266] Four biotransformations were prepared with varying levels of cell layer and substrate to combine the levels used in the experiment described in 3.1.1.4.1. The biotransformations were carried out in reaction volumes of 3 ml as indicated below: strain I7 5 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate strain I7 5 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate strain I7 20 g / L; concentration of 5 mM 2-aminopimelate strain I7 20 g / L; concentration of 10 mM 2-aminopimelate

[00267] As biotransformações foram incubadas a 30ºC em um incubador com agitação e amostras tomadas após 8, 13, e 21 dias. A análise da reação foi realizada por HPLC seguindo o método descrito no experimento acima em 3.1.1.4.1.[00267] Biotransformations were incubated at 30ºC in an incubator with shaking and samples taken after 8, 13, and 21 days. The reaction analysis was performed by HPLC following the method described in the experiment above in 3.1.1.4.1.

[00268] Os dados mostram existir alguma perda de L- enantiômero na cepa Il7. Entretanto, a diminuição relativa diminui no L-enantiômero é menor que a biotransformação equivalente com as cepas I4 e I5, particular quando o segundo ponto no tempo de incubação por 2 semanas foi comparado. A tendência representada abaixo mostra claramente que as cepas I4 e I5 nas biotransformações tem um nível de consistência maior de degradação de L-2-aminopimelato comparado as cepas de controle negativo I17 através do experimento de desenho estatístico 2 x 2, examinando o extrato celular e as cargas dos substratos.[00268] The data show that there is some loss of L-enantiomer in strain Il7. However, the relative decrease in L-enantiomer is less than the equivalent biotransformation with strains I4 and I5, particularly when the second point in the 2-week incubation time has been compared. The trend shown below clearly shows that strains I4 and I5 in biotransformations have a higher level of consistency of L-2-aminopimelate degradation compared to strains of negative control I17 through the 2 x 2 statistical design experiment, examining the cell extract and substrate loads.

3.1.1.4.4 Classificação da biotransformação de I4 e I5 CFE com DL-lisina: NH, Ss HO,C NH,3.1.1.4.4 Classification of I4 and I5 CFE biotransformation with DL-lysine: NH, Ss HO, C NH,

[00269] Oito biotransformações foram preparadas de uma forma similar que a utilizada para testar a atividade da liase em relação a 2-aminopimelato. As cepas liase I4 e 15 forma testadas em concentrações variadas do extrato celular e do substrato DL-lisina como a seguir: cepa I4 5 g/L; concentração de DL-lisina 5 mM cepa I4 5 g/L; concentração de DL-lisina 10 mM cepa T4 20 g/L; concentração de DL-lisina 5 mM cepa I4 20 g/L; concentração de 2 DL-lisina 10 mM cepa I5 5 g/L; concentração de DL-lisina 5 mM cepa I5 5 g/L; concentração de DL-lisina 10 mM cepa I5 20 g/L; concentração de DL-lisina 5 mM cepa I5 20 9/L; concentração de DL-lisina 10 mM[00269] Eight biotransformations were prepared in a similar way to that used to test lyase activity in relation to 2-aminopimelate. Strains lyase I4 and 15 were tested in varying concentrations of cell extract and DL-lysine substrate as follows: strain I4 5 g / L; concentration of 5 mM DL-lysine strain I4 5 g / L; concentration of 10 mM DL-lysine 20 g / L T4 strain; concentration of 5 mM DL-lysine strain I4 20 g / L; concentration of 2 DL-lysine 10 mM strain I5 5 g / L; concentration of 5 mM DL-lysine strain I5 5 g / L; concentration of 10 mM DL-lysine strain I5 20 g / L; concentration of 5 mM DL-lysine strain I5 20 9 / L; concentration of 10 mM DL-lysine

[00270] As biotransformações foram colocadas em um tubo Falcon a 30ºC em um incubador com agitação. As alíquotas (1ml) foram removidas a partir das biotransformações após 7, 14, e 21 dias. A incubação prolongada foi operada para prover a melhor chance possível de observação da atividade liase. As alíquotas de 1 ml forma preparadas para análise por tratamento com calor para remover as proteínas instáveis ao calor. As amostras foram subsequentemente centrifugadas a 10,000 rpm durante 2 minutos e filtradas através de um filtro de 0,2 microns. As amostras DL-lisina foram analisadas usando uma colha HPCL quiral (Chirobiotic T2 Astec) para monitorar as proporções do enantiômero para determinar a atividade liase. As amostras forma removidas a partir das biotransformações após 7, 14 e 21 dias.[00270] Biotransformations were placed in a Falcon tube at 30ºC in a shaking incubator. The aliquots (1ml) were removed from the biotransformations after 7, 14, and 21 days. The prolonged incubation was operated to provide the best possible chance of observing lyase activity. The 1 ml aliquots were prepared for analysis by heat treatment to remove heat-unstable proteins. The samples were subsequently centrifuged at 10,000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron filter. DL-lysine samples were analyzed using a chiral HPCL sample (Chirobiotic T2 Astec) to monitor the proportions of the enantiomer to determine lyase activity. The samples were removed from the biotransformations after 7, 14 and 21 days.

[00271] Os resultados indicam perda de L-lisina em todas as biotransformações com 5 mM de lisina. Algumas variações em ação enantioseletiva sobre DL-lisina foram observadas, onde a concentração de L-lisina excedeu a concentração de DL-lisina. Devido a pouca absorbância de UV (detectar a 210 nm) e baixo sinal de proporção de ruído de lisina na cromatografia HPLC, a possibilidade de um falso positivo na detecção de L-lisina não pode ser excluída a partir destes resultados. Entretanto, em geral, a degradação e L-lisina a partir de DL-lisina foi observado através das oito biotransformações que é consistente com a estéreo-seletividade esperada da atividade lítica potencial mostrada a partir do funcionamento da liase nas cepas I4 e 15.[00271] The results indicate loss of L-lysine in all biotransformations with 5 mM of lysine. Some variations in enantioselective action on DL-lysine were observed, where the concentration of L-lysine exceeded the concentration of DL-lysine. Due to the low UV absorbance (detect at 210 nm) and low signal to noise ratio of lysine in HPLC chromatography, the possibility of a false positive in the detection of L-lysine cannot be excluded from these results. However, in general, degradation and L-lysine from DL-lysine was observed through the eight biotransformations that is consistent with the expected stereo-selectivity of the potential lytic activity shown from the lyase functioning in strains I4 and 15.

[00272] De modo a reunir evidências adicionais para suportar o funcionamento da atividade liase nestas biotransformações, uma amostra foi analisada por MS para tentar detectar o produto de ácido enóico desejado na amostra. O sinal MS correspondente à lisina não reagida (M+H = 176,09) foi observado na amostra e combinado com o espectro de massa simulado para Cç6H1aN2O2.[00272] In order to gather additional evidence to support the operation of lyase activity in these biotransformations, a sample was analyzed by MS to try to detect the desired enoic acid product in the sample. The MS signal corresponding to unreacted lysine (M + H = 176.09) was observed in the sample and combined with the simulated mass spectrum for C6H1aN2O2.

[00273] Na varredura total do espectro de massa, o produto do ácido enóico (M+H = 130,09) não foi observado. Entretanto, como para as reações de ácido amino-pimélico, quando os íons acumulados em MS durante 20 segundos sobre um isolamento em massa amplo de 20 m/z, o sinal do produto correto foi observado e combinado com o espectro de massa simulado para CÉsH11NO?2.[00273] In the full mass spectrum scan, the product of enoic acid (M + H = 130.09) was not observed. However, as for amino-pyelic acid reactions, when ions accumulated in MS for 20 seconds over a wide mass isolation of 20 m / z, the correct product signal was observed and combined with the simulated mass spectrum for CÉsH11NO ?two.

[00274] Uma amostra do material inicial de DL-lisina também foi analisada. Usando o mesmo método MS realizado neste padrão, foi mostrado claramente o íon molecular esperado para DL-lisina. Entretanto, a repetição do acúmulo do íon MS para segundos durante um amplo isolamento de massa de 20 m/z (como foi realizado na amostra de biotransformação prévia revelada na presença do produto do ácido enóico como um fragmento de massa.[00274] A sample of the starting material of DL-lysine was also analyzed. Using the same MS method performed on this standard, the expected molecular ion for DL-lysine was clearly shown. However, the repetition of the accumulation of the MS ion for seconds during a large mass isolation of 20 m / z (as was done in the previous biotransformation sample revealed in the presence of the enoic acid product as a mass fragment.

3.1.1.4.5 Classificação da Biotransformação das cepas I4 e I5 CFE com o ácido meso-2,6-diaminopimélico: Ye e AA3.1.1.4.5 Classification of Biotransformation of strains I4 and I5 CFE with meso-2,6-diaminopimelic acid: Ye and AA

NR An A ———— Hoc co,H + NH; HO,C co, HNR An A ———— Hoc co, H + NH; HO, C co, H

[00275] Seis biotransformações foram preparadas para testar quanto à atividade liase em relação ao ácido meso-2,6- diaminopimélico. As cepas I4, I5 e I7 foram testadas com 5 mM de ácido meso-2,6-diaminopimélico, concentrações variadas de extrato celular foram examinadas como a seguir: cepa I4 5 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM cepa I4 5 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM cepa 15 20 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM cepa 15 20 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM cepa I17 5 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM cepa I17 5 g/L; concentração de meso-2,6-diaminopimélico 5 mM[00275] Six biotransformations were prepared to test for lyase activity in relation to meso-2,6-diaminopimelic acid. Strains I4, I5 and I7 were tested with 5 mM meso-2,6-diaminopimelic acid, varying concentrations of cell extract were examined as follows: strain I4 5 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic strain I4 5 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic strain 15 20 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic strain 15 20 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic strain I17 5 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic strain I17 5 g / L; concentration of 5 mM meso-2,6-diaminopimelic

[00276] As biotransformações foram colocadas em um tubo Falcon a 30ºC em um incubador com agitação. As alíquotas (1ml) foram removidas a partir da biotransformação após 4 dias, aquisições adicionais da amostra sãopendentes antes da análise HPLC.[00276] Biotransformations were placed in a Falcon tube at 30ºC in a shaking incubator. The aliquots (1ml) were removed from the biotransformation after 4 days, further sample acquisitions are pending before HPLC analysis.

[00277] Uma amostra adquirida após 4 dias foi analisada por MS. A análise confirmou a presença de ácido meso-2,6- diaminopimélico que combinou com o sinal de massa simulado para CiHiaN204.[00277] A sample acquired after 4 days was analyzed by MS. The analysis confirmed the presence of meso-2,6-diaminopimelic acid that matched the CiHiaN204 simulated mass signal.

[00278] O sinal do ácido enóico desejado não foi observado neste espectro de massa na amostra de biotransformação. Entretanto, quando o acúmulo de íon foi introduzido para 0,56 segundos, então o sinal de ácido enóico correspondente (M+H = 174,08) foi observado na amostra.[00278] The desired enoic acid signal was not observed in this mass spectrum in the biotransformation sample. However, when the ion accumulation was introduced for 0.56 seconds, then the corresponding enoic acid signal (M + H = 174.08) was observed in the sample.

3.1.2 Conversão do ácido pimélico 2-amino-5,6-desidro (ácido 6-amino-2-heptenodióico) no ácido dióico 2-amino-hepteno e ácido 2-heptenodióico ou seu éster CoA em ácido pimélico ou seus CoA-ester em enoato reductase (EC 1.3.1.31) ou desidrogenases enoil-CoA (EC 1.3.1.62) (Ver, figura 10A e 10B):3.1.2 Conversion of 2-amino-5,6-dehydro pyelic acid (6-amino-2-heptenedioic acid) to 2-amino-heptene dioic acid and 2-heptenedioic acid or its CoA ester to pyelic acid or its CoA- enoate reductase ester (EC 1.3.1.31) or enoyl-CoA dehydrogenases (EC 1.3.1.62) (See, figure 10A and 10B):

3.1.2.1 Seleção dos enoatos reductase alvos:3.1.2.1 Selection of target enoate reductase:

[00279] Durante a identificação da rota envolvida na conversão de dois intermediários insaturados de ácido pimélico, ou seja, ácido 2-amino-5,6-desidro pimélico e ácido 2-heptenodióico, em seus correspondentes compostos saturados de ácido 2-aminoheptanodióico e ácido pimélico, a enzima alvo foram selecionadas a partir da família enoato reductase (EC[00279] During the identification of the route involved in the conversion of two unsaturated intermediates of pyelic acid, that is, 2-amino-5,6-dehydro pimelic acid and 2-heptenedioic acid, in their corresponding saturated compounds of 2-aminoheptanedioic acid and pyelic acid, the target enzyme were selected from the enoate reductase family (EC

1.3.1), tal como EC 1.3.1.31, EC 1.3.1.8; EC 1.3.1.9; EC1.3.1), such as EC 1.3.1.31, EC 1.3.1.8; EC 1.3.1.9; EC

1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 ou pimeloil-CoA desidrogenase em EC 1.3.1.62 tal como PimC/PimD ou ThnJ/ThnK. A enoato reductase pode também estar em EC 1.3, tal como EC 1.3.8.1 ou EC 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 ou Syntrophys aciditrophicus de 2,3-didehidropimelil-CoA reductase e homólogos dos mesmos, com base em sua especificidade diferente de substrato em relação ao ácido afb-insaturado carboxílico e sua estabilidade (esterocomplementariedade da bioredução de ácido afbrinsaturado dicarboxílico e ésteres de dimetila usando enoato reductases - estéreo-controle baseado em enzima - e em substrato: Stueckler et al., “Org. Lett.”, 2007, 9 - 5409- 5411).1.3.1.10; EC 1.3.1.31; EC 1.3.1.38; EC 1.3.1.39; EC 1.3.1.44 or pimeloyl-CoA dehydrogenase in EC 1.3.1.62 such as PimC / PimD or ThnJ / ThnK. Enoate reductase can also be in EC 1.3, such as EC 1.3.8.1 or EC 1.3.99.3; EC 1.3.99.B10 or Syntrophys aciditrophicus of 2,3-didehydropyelyl-CoA reductase and homologues thereof, based on their different substrate specificity in relation to afb-unsaturated carboxylic acid and its stability (stero-complementarity of bioreduced dicarboxylic acid bioreduction) and dimethyl esters using enoate reductases - enzyme-based stereo-control and substrate: Stueckler et al., “Org. Lett.”, 2007, 9 - 5409- 5411).

[00280] Em particular, os genes enoato reductase obtido de Bacillus subtillis (YqajM) (GeneBank D84432; fragmento 242791- 243807) e Solanum lycopersicum (OPRIl e OPR3) (GeneBank NM 001247852, fragmento 108-1238 e GeneBank NM 001246944; fragmento 94-1284, respectivamente) foram selecionados devido ao fato deles terem sido previamente clonados e expressos com sucesso em estruturas de cristais E. coli, das enzimas YajM e OPR3 foram relatados, que capacitam a construção da proteína através de desenho racional (O 1.3 uma estrutura cristal da flavoproteína YqjM revela uma nova classe de enzimas velhas amarelas: Kitzing et al., “J. Biol. Chem.”, 2005: 280-27904- 27913; bioredução assimétrica dos alcenos ativados usando a isoenzima reductase 12-oxoftodienoatoclonado POR-l e POR-3 obtido de Lycopersicon esculentum (Tomato) : Uma troca surpreendente de estéreo-preferência: Hall et al., Angew, “Chem. Int. Ed.”, 2007, 46 - 3934-3937; estrutura cristal de 12-oxofitodienoato reductase 3 a partir do tomate - autor inibição pela dimerização: Breithaupt et al. PNAS 2006, 103, 14337-14342). Em adição, XenA (EC 1.3.1.31) a partir de Pseudomonas putida, TER (EC 1.3.1.44) obtido de Euglena gracilis, PECR e MECR obtido de Homo sapiens, acdA (EC[00280] In particular, the enoate reductase genes obtained from Bacillus subtillis (YqajM) (GeneBank D84432; fragment 242791- 243807) and Solanum lycopersicum (OPRIl and OPR3) (GeneBank NM 001247852, fragment 108-1238 and GeneBank NM 00124; -1284, respectively) were selected due to the fact that they were previously cloned and successfully expressed in structures of E. coli crystals, of the enzymes YajM and OPR3 have been reported, which enable the construction of the protein through rational design (O 1.3 a structure crystal of the YqjM flavoprotein reveals a new class of old yellow enzymes: Kitzing et al., “J. Biol. Chem.”, 2005: 280-27904- 27913; asymmetric bioreduction of activated alkenes using the 12-oxophtodienoatoclonate isoenzyme POR-l and POR-3 obtained from Lycopersicon esculentum (Tomato): A surprising change of stereo-preference: Hall et al., Angew, “Chem. Int. Ed.”, 2007, 46 - 3934-3937; 12-oxophytodienoate crystal structure reductase 3 from the tomato - author inhibition by dimerization: Breithaupt et al. PNAS 2006, 103, 14337-14342). In addition, XenA (EC 1.3.1.31) from Pseudomonas putida, TER (EC 1.3.1.44) obtained from Euglena gracilis, PECR and MECR obtained from Homo sapiens, acdA (EC

1.3.99.-) obtido de Pseudomonas putida, ACADS (EC 1.3.99.-) obtido de Bos Taurus e PimC/pimD (EC 1.3.1.62), obtido de Rhodopseudomonas palustres foram selecionados para expressão em E. coli e testado para redução do ácido 2-hepteno-diócio e ácido 2-heptenodióico-CoA.1.3.99.-) obtained from Pseudomonas putida, ACADS (EC 1.3.99.-) obtained from Bos Taurus and PimC / pimD (EC 1.3.1.62), obtained from Rhodopseudomonas palustres were selected for expression in E. coli and tested for reduction of 2-heptene-dioic acid and 2-heptenedioic acid-CoA.

BAcillus subtilis (YgjM) Fragmento D84432 EO 242791-243807 Solanum lycopersicum (OPRI1) NM 001247852, [O O Fragmento 1098-1238 Solanum lycopersicum (OPR3) NM 001246944; [O rragmento 94-1284 Pseudomonas putida, Xenobiotico AAFO2538.1 reductase A (XenA, 39,8 kDa, 3632AA) Euglena gracilis mitocondrial Trans- AAWG66853.1 2-enoil-Coa reductase (TER, 43.8 kDa, 405 AA) Homo sapiens peroxisomal trans-2- NP 060911.2 enoil-CoA reductase (PECR, 32.5 kDA, 303AA) Homo sapiens mitocondrial trans-2- NP 057095.2 enoil-CoA reductase (MECR, 40.5 kDa, 373 AA) Pseudomonas putida acil-CoA NP 745629.1 desidrogenase (acdA, 41,6 kDa, 383AA) Bos taurus acil-CoA desidrogenase NP 001029573.1 (ACADS, 44,6 kDa, 412 AA) Rhodopseudomonas palustres pimeloil- NP 949051.1 CoA desidrogenase (PimC, subunidade grande, 44,5 kDa, 396AA) Rhodopseudomonas palustres, pimeloil- NP 949050.1 CoA desidrogenase (PimD, subunidade pequena, 40,5 kDa, 3892AA)BAcillus subtilis (YgjM) Fragment D84432 EO 242791-243807 Solanum lycopersicum (OPRI1) NM 001247852, [Fragment 1098-1238 Solanum lycopersicum (OPR3) NM 001246944; [The 94-1284 Pseudomonas putida, Xenobiotic AAFO2538.1 reductase A (XenA, 39.8 kDa, 3632AA) Euglena gracilis mitochondrial Trans-AAWG66853.1 2-enoyl-Coa reductase (TER, 43.8 kDa, 405 AA) Homo sapiens peroxisomal trans-2- NP 060911.2 enoyl-CoA reductase (PECR, 32.5 kDA, 303AA) Homo sapiens mitochondrial trans-2- NP 057095.2 enoyl-CoA reductase (MECR, 40.5 kDa, 373 AA) Pseudomonas putida acilenas-CoA N7 7 acdA, 41.6 kDa, 383AA) Bos taurus acyl-CoA dehydrogenase NP 001029573.1 (ACADS, 44.6 kDa, 412 AA) Rhodopseudomonas palustres pimeloil- NP 949051.1 CoA dehydrogenase (PimC, large subunit, 44.5 kDa Rhodes, 396AA, 396A marbles, pimeloil- NP 949050.1 CoA dehydrogenase (PimD, small subunit, 40.5 kDa, 3892AA)

[00281] Outras enoato reductase que são candidatos potenciais para redução da dupla ligação 2,3- são aquelas das espécies Clostridum devido a sua ampla especificidade de substrato (compostos —quirais sintetizados por reduções biocatalíticas: Simon et al., “Angew. Chem. Ed.”, Engl. 1985 24 —- 539-553; propriedades e aspectos mecânicos de novas descobertas das enzimas redox obtidas de anaeróbios apropriados para bioconversões em escalas preparatórias: Simon et al., “Pure & Appl. Chem.”, 1992, 64, 1181-1186). Entretanto, aquelas enzimas não foram clonadas e expressas para a prova inicial do conceito devido a sua alta sensibilidade em relação ao oxigênio (Enoato reductases de Clostridia - clonagem, sequenciamento e expressão: Rohdich et al., “J. Biol. Chem.”, 2001, 276, 5779-5787), mas pode ser catalisadores úteis para a rota final de construção em um hospedeiro anaeróbico. Em particular, as enoatos reductases a seguir devem ser úteis para a redução e ligações duplas nos compostos 2-enoil C7 alvo:[00281] Other enoate reductase that are potential candidates for reduction of the 2,3- double bond are those of the Clostridum species due to their broad substrate specificity (compounds —cquired synthesized by biocatalytic reductions: Simon et al., “Angew. Chem. Ed. ”, Engl. 1985 24 —- 539-553; properties and mechanical aspects of new discoveries of redox enzymes obtained from anaerobes suitable for bioconversions at preparatory scales: Simon et al.,“ Pure & Appl. Chem. ”, 1992, 64, 1181-1186). However, those enzymes were not cloned and expressed for the initial proof of concept due to their high sensitivity to oxygen (Enoato reductases from Clostridia - cloning, sequencing and expression: Rohdich et al., “J. Biol. Chem.”, 2001, 276, 5779-5787), but can be useful catalysts for the final construction route in an anaerobic host. In particular, the following enoate reductases should be useful for the reduction and double bonds in the target 2-enoyl C7 compounds:

[00282] Enr 2-enoato reductase (Y16137) EC 1.3.1.31 obtido de Clostridium klyyveri: todas as células de Clostridium kluyveri foram observadas por reduzir uma ampla faixa de 2- enoatos na presença de hidrogênio molecular. Os substratos foram: ácido tiglico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido dimetilacrílico, ácido (E)-pentenóico, ácido (E)- hexenóico, ácido sórbico, ácido cinâmico-[19], ácido(E)-2- butenócio e ácido (E)-2-metil-2-butenóico, ácido (E)- e (Z2)- 3-metil-2-pentenóico, ácido p-metoxi-cinâmico e ácido p- nitro-cinâmico [Búhler, M., Giesel, H., Tischer, W. e Simon, H. (1980), “Ocurrence and the possible physiological role of 2-enoato reductases”, FEBS Lett. 109, 244-246]. Uma sequência parcial do gene codificante da enzima foi identificada [Rohdich, F., Wiese, A., Feicht, R., Somon, H. e Bacher, A. (2001), Enoato reductases de Clostridia, clonagem, sequenciamento, e expressão, “J. Biol. Chem.”, 276, 5779- 5787]. Uma vez que o genoma de C. kluyveri foi sequenciado, nós observamos toda a sequência do gene (YP 001394144.1, GENEBANK) .[00282] Enr 2-enoate reductase (Y16137) EC 1.3.1.31 obtained from Clostridium klyyveri: all Clostridium kluyveri cells were observed to reduce a wide range of 2-enoates in the presence of molecular hydrogen. The substrates were: tiglic acid, acrylic acid, methacrylic acid, dimethylacrylic acid, (E) -pentenoic acid, (E) -hexenoic acid, sorbic acid, cinnamic acid- [19], (E) -2- butenoic acid and acid (E) -2-methyl-2-butenoic acid (E) - and (Z2) - 3-methyl-2-pentenoic acid, p-methoxy-cinnamic acid and p-nitro-cinnamic acid [Búhler, M., Giesel , H., Tischer, W. and Simon, H. (1980), "Ocurrence and the possible physiological role of 2-enoate reductases", FEBS Lett. 109, 244-246]. A partial sequence of the gene encoding the enzyme has been identified [Rohdich, F., Wiese, A., Feicht, R., Somon, H. and Bacher, A. (2001), Enoato Clostridia reductases, cloning, sequencing, and expression , “J. Biol. Chem. ”, 276, 5779-5787]. Once the C. kluyveri genome was sequenced, we looked at the entire gene sequence (YP 001394144.1, GENEBANK).

[00283] Enr 2-enoato reductase (Y09960) EC 1.3.1.31 obtido de C. tyrobutyricum (previamente Clostridium sp. La 1): 2- enoato reductase foi observado em Clostridium sp., crescendo em (E)-butenoato e purificado para homogeneidade. Aceitou[00283] Enr 2-enoate reductase (Y09960) EC 1.3.1.31 obtained from C. tyrobutyricum (previously Clostridium sp. La 1): 2- enoate reductase was observed in Clostridium sp., Growing on (E) -butenoate and purified to homogeneity. Accepted

(E) -2-metilbutenoato e cinamato [Elshahed MS, Bhupathiraju VK, Wofford NQ, Nanny MA, McInerney MF. (2001), Metabolism of Benzoate, cyclohex-1-ene carboxilate, and ciclhexene carboxilate by “Syntrophys aciditrophicus” strain SB in syntrophic association with H(2)-using microorganisms. Appl. Environ. Microbiol. 67: 1728-17380, (E) cal fa-formilamino- cinamato, e 4-metil-2-pentenoato (Búhler, M., Geiesel, H., Tisher, W. e Simon, H. (1980), “Ocurrence and the possible physiological role of 2-enoate reductases”. FEBS Lett. 109, 244-246]). o gene codificante de enr reductase foi identificada e a enzima foi super-experssa em E. coli sob condições anaeróbicas (Rodhich, F., Wiese, A., Feiht, R., Simon, H. and Bacher., A., (2001) - “Enoate reductase of Clostridia, Cloning, Sequencing, and Experssion - J. Biol. Chem.”, 276, 5779-5787].(E) -2-methylbutenoate and cinnamate [Elshahed MS, Bhupathiraju VK, Wofford NQ, Nanny MA, McInerney MF. (2001), Metabolism of Benzoate, cyclohex-1-ene carboxilate, and cyclhexene carboxilate by “Syntrophys aciditrophicus” strain SB in syntrophic association with H (2) -using microorganisms. Appl. Environ. Microbiol. 67: 1728-17380, (E) lime-formylamino-kinamate, and 4-methyl-2-pentenoate (Búhler, M., Geiesel, H., Tisher, W. and Simon, H. (1980), “Ocurrence and the possible physiological role of 2-enoate reductases. ”FEBS Lett. 109, 244-246]). the gene encoding enr reductase has been identified and the enzyme has been overexposed in E. coli under anaerobic conditions (Rodhich, F., Wiese, A., Feiht, R., Simon, H. and Bacher., A., ( 2001) - "Enoate reductase of Clostridia, Cloning, Sequencing, and Experssion - J. Biol. Chem.", 276, 5779-5787].

[00284] enr 2-enoate reductase (Y16136) EC 1.3.1.31 obtido de Moorella thermoacetica (previamente Clostridium thermoaceticum): um anti-soro contra enoato reductase obtida de C. tyrobutyricum de reação cruzada com a dupla ligação em ácidos 2-heptenodióco e aos ésteres-CoA correspondentes.[00284] enr 2-enoate reductase (Y16136) EC 1.3.1.31 obtained from Moorella thermoacetica (previously Clostridium thermoaceticum): an anti-enoate reductase antiserum obtained from C. tyrobutyricum cross-reacting with the double bond in 2-heptenoedioic acids corresponding CoA esters.

[00285] A atividade de pimeloil-CoA desidrogenase foi observada em extratos celulares de Syntrophys aciditrophicus cresceu em uma co-cultura com a cepa Gll Desulfovibrio sp. Com benzoato ou em uma cultura pura com crotonato e está envolvida na rota de degradação de benzoato (Elshahed MS, Bhupathiraju VK, Wofford NQ, Nannu MA, McInerney MJ, (2001) “Metabolism of Dbenzoate, ciclohex-l-ene carboxilate, and ciclohexane carboxylate by “Syntrophus aciditrophicus” strain SB in syntrophic association with H(2)-using microorganism. - Appl. Environ. Microbiol.”, 67: 1728-1738). Acredita-se que uma rota para formação de ciclohexano carboxilato a partir de crotonato envolve a redução e glutaconil-CoA em glutaril-CoA e 2,3-didehidropimelil-Coa em pimeloil-CoA. As enzimas responsáveis por esta atividade foram identificadas, mas a JS. Aciditrophicus, em um buscador BLAST usando a Desulfococcus multivorans não descarboxilante de glutaril-Coa desidrogenases (EC 1.3.99.B10) como um sistema identificado de seis sequências anotadas como acil-CoA desidrogenases em Ss. aciditrophicus: YP 462067.1 (73% de identidade), YP 460269.1 (39%), YP 461117.1 (36%), YP 460428.1 (34%), YP 460268.1 (32%), e YP 463031.1 (28%). Wischgoll et al., (2009) comparada as sequências de um número de glutariol-Co- enzima A desidrogenases e estrutura primária identificada similaridade entre YP 462067.1 e o gene de Desulfococcus multivorans que indicou que o formador também é não- descarboxilante. Apesar da reação de desidrogenase ser o reverso do que é requerida, a rota de formação de ciclohexano carboxilato proposta indica que a redução de enoil-CoA ocorre neste organismo. Outras pimeloil-CoA desidrogenases hipotéticas observadas nos bancos de dados incluem ThnJ (D9PTNO) e ThnK (D9PTM9) obtido de Shpingomonas macrogolitabid - observada no grupo de gene para a degradação de tetralina via rota de beta-oxidação, PimC (Q6N31IO0) e PimD (Q6N3I11) de Rhodopseudoonas palustris e PimC (ASES10) e PimD (ASESO9) obtida de Bradyrhizobium sp.,PImC/PimD foram incluídas na seleção para expressão e biotransformação para avaliar a redução do ácido 2-heptenodióico e seus éster CoA.[00285] The activity of pimeloyl-CoA dehydrogenase was observed in cell extracts of Syntrophys aciditrophicus grown in a co-culture with the strain Gll Desulfovibrio sp. With benzoate or in a pure crotonate culture and is involved in the benzoate degradation route (Elshahed MS, Bhupathiraju VK, Wofford NQ, Nannu MA, McInerney MJ, (2001) “Metabolism of Dbenzoate, cyclohex-l-ene carboxylate, and cyclohexane carboxylate by "Syntrophus aciditrophicus" strain SB in syntrophic association with H (2) -using microorganism. - Appl. Environ. Microbiol. ", 67: 1728-1738). It is believed that a route for the formation of cyclohexane carboxylate from crotonate involves the reduction and glutaconyl-CoA in glutaryl-CoA and 2,3-didehydropyelil-Coa in pimeloyl-CoA. The enzymes responsible for this activity have been identified, but the JS. Aciditrophicus, in a BLAST searcher using the non-decarboxylating Glutaryl-Coa dehydrogenases Desulfococcus multivorans (EC 1.3.99.B10) as an identified system of six sequences annotated as acyl-CoA dehydrogenases in Ss. aciditrophicus: YP 462067.1 (73% identity), YP 460269.1 (39%), YP 461117.1 (36%), YP 460428.1 (34%), YP 460268.1 (32%), and YP 463031.1 (28%). Wischgoll et al., (2009) compared the sequences of a number of glutariol-Co-enzyme A dehydrogenases and primary structure identified similarity between YP 462067.1 and the Desulfococcus multivorans gene which indicated that the trainer is also non-decarboxylating. Although the dehydrogenase reaction is the reverse of what is required, the proposed cyclohexane carboxylate formation route indicates that enoyl-CoA reduction occurs in this organism. Other hypothetical pimeloyl-CoA dehydrogenases seen in the databases include ThnJ (D9PTNO) and ThnK (D9PTM9) obtained from Shpingomonas macrogolitabid - observed in the gene group for tetralin degradation via beta-oxidation pathway, PimC (Q6N31IO0) and PimD ( Q6N3I11) of Rhodopseudoonas palustris and PimC (ASES10) and PimD (ASESO9) obtained from Bradyrhizobium sp., PImC / PimD were included in the selection for expression and biotransformation to evaluate the reduction of 2-heptenedioic acid and its CoA ester.

[00286] Outras desidrogenases úteis para a invenção incluem desidrogenase GDH-glutaril-Coenzima A obtida de Desulfococcus multivorans, uma glutaconil-coenzima-A de não descarboxilação formando a desidrogenase glutaril-coenzima A foi caracterizada na bactéria obrigatoriamente anaeróbia Desulfococcus multivorans [Wischgoll S., Demmer U., Warkentin E., Gúnther R., Boll M., Ermler U., (2010) “Structural basis for promoting and preventing decarboxylation in glutaryl- coenzyme A dehydrogenases. - Biochemistry”, 49: 5350-5357]. A enzima foi super-expressa e sua estrutura de cristal foi determinada, o que a torna um alvo útil para construção da proteína, para catalisar a oxidação reversível e a redução dos equivalentes C7 (2,3-didehidropimeloil-CoA e pimeloil- Coa) de seus substratos C5 nativos glutacolonil-CoA e glutaril-CoA.[00286] Other dehydrogenases useful for the invention include GDH-glutaryl-Coenzyme A dehydrogenase obtained from Desulfococcus multivorans, a non-decarboxylation glutaconyl-coenzyme A forming the glutaryl-coenzyme A dehydrogenase was characterized by the obligatorily anaerobic bacteria Desulfococcus multivorus , Demmer U., Warkentin E., Gúnther R., Boll M., Ermler U., (2010) “Structural basis for promoting and preventing decarboxylation in glutaryl-coenzyme A dehydrogenases. - Biochemistry ”, 49: 5350-5357]. The enzyme was overexpressed and its crystal structure was determined, which makes it a useful target for protein construction, to catalyze reversible oxidation and the reduction of C7 equivalents (2,3-didehydropyeloil-CoA and pimeloil-Coa) native C5 substrates glutacolonyl-CoA and glutaryl-CoA.

3.1.2.2 Clonagem dos vetores de expressão contendo os genes alvos:3.1.2.2 Cloning of expression vectors containing the target genes:

[00287] Os genes alvos selecionados YqjM, OPRl, e OPR3 obtidos de Bacillus subtilis e Solonum lycopersicum foram entãoclonados dentro de IPTG induzível pela cadeia principal de pET21-a usando tecnologia 1inABLE, como descrito em detalhes na Seção 3.1.1.2, para gerar Il (o gene YqjM de Bacillus subtilis em pET21-a), I2 (o gene OPRI de Solanum lycopersicun em pET21-a)ae I3 (o gene OPR2 de Solanum lycopersicum em pET21-a).[00287] The selected target genes YqjM, OPRl, and OPR3 obtained from Bacillus subtilis and Solonum lycopersicum were then cloned within IPTG inducible by the main chain of pET21-a using 1inABLE technology, as described in detail in Section 3.1.1.2, to generate Il (the YqjM gene of Bacillus subtilis in pET21-a), I2 (the OPRI gene of Solanum lycopersicun in pET21-a) a and I3 (the OPR2 gene of Solanum lycopersicum in pET21-a).

[00288] Resumidamente, os sítios EarI potenciais nos genes selecionados e na cadeia principal do vetor foram rompidos para prevenir a interferência com a preparação da fusão parcial/ligante envolvendo os ciclos Earl de digestão/ligação. Nenhum sítio FarI foi observado não gene enoato-reductase YajM de Bacillus subtilis, mas um e dois sítios EarI foram detectados nos genes OPR1 e OPR3 de Solanum lycopersicum, respectivamente, o que foi rompido pela incorporação de mutação silenciosa no sítio de restrição. O rompimento dos sítios EarI 1 e 2 na sequência de gene OPR3 de Solanum lycopersicum resultou em uma sítio inadvertido sendo criado, o que foi apenas descoberto após as sequências serem sintetizadas. O sítio EarI residual foi removido usando o kit de mutagênese direcionado Quikchange de único sítio da Strategene. Os primers dianteiro (“forward”) e reverso foram designados para romper o sítio EarI residual, e os primers foram fosforilados como descrito na seção 3.1.1.2 antes da reação com Quikchange. As reações com Quikchange e controle negativo foram preparadas como a seguir: Reagente Troca Controle rápida TP27|negativo Tampão de reação com turbo 10x Pfu Tr? Solução aNTP Água em grau de biologia molecular 32 ul 33 ul Volume Total 50 ul 50 ul[00288] Briefly, the potential EarI sites in the selected genes and the vector's main strand have been disrupted to prevent interference with the preparation of the partial / ligand fusion involving the Earl digestion / ligation cycles. No FarI site was observed in the YajM enoate reductase gene of Bacillus subtilis, but one and two EarI sites were detected in the OPR1 and OPR3 genes of Solanum lycopersicum, respectively, which was disrupted by the incorporation of silent mutation at the restriction site. The disruption of EarI 1 and 2 sites in the OPR3 gene sequence of Solanum lycopersicum resulted in an inadvertent site being created, which was only discovered after the sequences were synthesized. The residual EarI site was removed using Strategene's single site Quikchange mutagenesis kit. The forward and reverse primers were designed to disrupt the residual EarI site, and the primers were phosphorylated as described in section 3.1.1.2 prior to the Quikchange reaction. The reactions with Quikchange and negative control were prepared as follows: Reagent Change Quick control TP27 | negative Reaction buffer with turbo 10x Pfu Tr? ANTP solution Water in molecular biology grade 32 ul 33 ul Total Volume 50 ul 50 ul

[00289] As reações foram corridas em uma termociclador (95ºC, 0,5 minuto; 35 ciclos de 95ºC por 0,5 minuto; 55ºC, 1 minuto; 68ºC por 10 minutos; 68ºC por 1 minuto; 4ºC espera) e então tratada com DpnI (1 UL) para digerir o DNA parental metilado a 37ºC durante 2 horas. As reações de digestão (3 UuL) foram utilizadas para transformar as células de E. coli eletrocompententes TOP10, e as amostras de transformação (100 UuL) foram plaqueadas sobre LB-Kam-agar. Cerca de 100 clones foram obtidos na placa de reação de mudança rápida (“Quickchange”) comparada a nove das placas de controle negativo após durante a noite, em incubação a 37ºC. Dez clones foram retirados da placa, os plasmídeos correspondentes foram purificados, e analisados por digestão EarI. A ausência de uma banda de 300 bp sobre o gel de agarose indicou que o sítio EarI localizado no gene OPR3 foi deletado. A digestão EarI mostrou que vários clones foram positivos para a remoção do sítio Earl residual. o sequenciamento do DNA confirmou a sequência do clone.[00289] The reactions were run in a thermocycler (95ºC, 0.5 minute; 35 cycles of 95ºC for 0.5 minute; 55ºC, 1 minute; 68ºC for 10 minutes; 68ºC for 1 minute; 4ºC waiting) and then treated with DpnI (1 UL) to digest the methylated parental DNA at 37ºC for 2 hours. Digestion reactions (3 UuL) were used to transform electrocomponent TOP10 E. coli cells, and transformation samples (100 UuL) were plated on LB-Kam-agar. Approximately 100 clones were obtained on the quick change reaction plate (“Quickchange”) compared to nine of the negative control plates after overnight incubation at 37ºC. Ten clones were removed from the plate, the corresponding plasmids were purified, and analyzed by EarI digestion. The absence of a 300 bp band on the agarose gel indicated that the EarI site located in the OPR3 gene was deleted. EarI digestion showed that several clones were positive for removal of the residual Earl site. DNA sequencing confirmed the clone sequence.

[00290] O vetor do clone 3 (um clone positivo para remoção de EarI) foi utilizado para transformar as células de E. coli eletrocompententes TOP10. O kit QIAGEN Hi-Speed Plasmid Purification Midi foi utilizado para preparar um estoque grande de DNA a partir da cultura, e a amostra de DNA foi subsequentemente concentrada usando o kit de purificação QIAGEN PCR. A concentração final do DNA e o volume da amostra foram de 470.0 ng/Ul em 120 ul (conc. DNA 199,8 nM).[00290] The vector of clone 3 (a positive clone for removal of EarI) was used to transform the electrocomponent TOP10 E. coli cells. The QIAGEN Hi-Speed Plasmid Purification Midi kit was used to prepare a large stock of DNA from the culture, and the DNA sample was subsequently concentrated using the QIAGEN PCR purification kit. The final DNA concentration and sample volume were 470.0 ng / Ul in 120 µl (conc. DNA 199.8 nM).

[00291] Três sítios EarI foram detectados na cadeia principal do vetor pET21-a, os quais foram rompidos por mutação da última base de guanidinas do sítio de restrição dentro de uma timina (correspondente à primeira citosina dentro de uma adenina na sequência complementar reversa).[00291] Three EarI sites were detected in the main chain of the pET21-a vector, which were disrupted by mutating the last guanidine base of the restriction site within a thymine (corresponding to the first cytosine within an adenine in the reverse complementary sequence) .

[00292] As sequências livres de EarI foram então utilizadas como sequências de entrada no software de desenho parcial para construir as partes truncadas correspondentes dos flanqueados pelos sítios EarI, como discutido na Seção[00292] EarI free strings were then used as input strings in the partial design software to construct the corresponding truncated parts of the flanked by EarI sites, as discussed in Section

3.1.1.2. as partes truncadas de YqjM sintetizado de Bacillus subtilis (TP25), OPR1I de Solanum lycopersicum (TP26), e OPR3 de Solanum lycopersicum (TP27), foram inseridas dentro do vetor DNAZ.0 pJ201. O vetor da parte truncada pET21-a foi completamente sintetizado com a introdução de um fragmento incluindo o gene de resistência de cloranfenicol para produzir o vetor TP31.3.1.1.2. the truncated parts of YqjM synthesized from Bacillus subtilis (TP25), OPR1I from Solanum lycopersicum (TP26), and OPR3 from Solanum lycopersicum (TP27), were inserted into the DNAZ.0 vector pJ201. The truncated part vector pET21-a was completely synthesized with the introduction of a fragment including the chloramphenicol resistance gene to produce the TP31 vector.

[00293] A fosforilação e subsequente anelamento dos oligonucleotídeos inABLE foram realizadas como descrito na seção 3.1.1.2.[00293] Phosphorylation and subsequent annealing of inABLE oligonucleotides were performed as described in section 3.1.1.2.

[00294] Em seguida, parte da fusão ligante forma preparadas por ligação da extremidade 5' da parte truncada com sua parte oligo correspondente do fragmento anelado, e a extremidade 3" da parte truncada com o oligo ligante do fragmento anelado, como previamente descrito na seção 3.1.1.2. A fusão da parte ligante correspondente ao gene de YqjM de Bacillus subtilis, OPRI de Solanum lycopersicum (TP26), e OPR3 de Solanum lycopersicum (TP27), foram preparados pela ligação de suas respectivas partes oligo aneladas, suas partes truncadas, e os oligos ligantes anelados a partir da cadeia principal do vetor. As fusões das partes ligantes correspondentes à cadeia principal do vetor foram preparadas pela ligação de suas partes oligos aneladas, suas partes truncadas, e os oligos ligantes anelados a partir de seus genes. Um controle negativo de arranjo livre de gene também foi preparado pela ligação da parte oligo anelada da cadeia principal do vetor, sua parte truncada, e seu oligo ligante anelado, resultando em um auto-arranjo da cadeia principal do vetor.[00294] Then, part of the ligation fusion was prepared by ligating the 5 'end of the truncated part with its corresponding oligo part of the ring fragment, and the 3 "end of the truncated part with the ligand oligo of the ring fragment, as previously described in section 3.1.1.2 The fusion of the binding part corresponding to the YqjM gene of Bacillus subtilis, OPRI of Solanum lycopersicum (TP26), and OPR3 of Solanum lycopersicum (TP27), were prepared by the bonding of their respective oligo ringed parts, their truncated parts , and the ligand-linked oligos from the vector's main chain The fusions of the ligand parts corresponding to the vector's main chain were prepared by the ligation of its ringed oligo parts, its truncated parts, and the ringed ligand oligos from its genes. A negative control of gene-free arrangement was also prepared by binding the oligo ringed part of the vector's main chain, its truncated part, and its ringed oligo ligand , resulting in a self-arrangement of the vector's main chain.

[00295] Um excesso molar de 10 e de 20 vezes das partes oligos e ligantes para a parte truncada foi utilizada nas reações do gene e do vetor para favorecer a ligação entre a parte truncada e os oligonucleotídeos durante cada digestão com EarI/ciclo de ligação. As reações com 50UL de digestão EarI/ligação foram incubadas em um termociclador (Eppendorf Mastercycler Gradient), alternando a temperatura entre 37ºC e 16ºC. Na completação dos ciclos, amostras foram carregadas em um gel de agarose 0,7%, e os fragmentos de tamanho esperado foram observados para a preparação das fusões de parte/ligante, por exemplo, um ligante parte/pET21-a de YqjM de Bacillus subtilis, e um ligante parte/pET21-a OPR1 de Solanum lycopersicum bem como uma cadeia principal do veotr de 3 kb; ou um ligante OPR3 de Solanum lycopersicum/parte- pET21-a - 5,3 kg de ligante de Solanunm lycopersicum OPR3 parte/pET21-a - 1,2 kb bem como uma banda de 1,8 kg correspondente à cadeia principal do vetor. O tamanho correto das bandas foi então cortado do gel, e o DNA foi extraído do gel usando o kit de extração de gel QIAGEN QIAquick. A concentração do DNA variou de 14,4 ng/Ul para 49, ug/Ul em um volume total de 30 ul (conc. DNA variou de 5,4 nM a 35,6 nM).[00295] A 10- and 20-fold molar excess of the oligos and ligands to the truncated part was used in the reactions of the gene and the vector to favor the link between the truncated part and the oligonucleotides during each digestion with EarI / ligation cycle . The reactions with 50UL of EarI digestion / ligation were incubated in a thermocycler (Eppendorf Mastercycler Gradient), alternating the temperature between 37ºC and 16ºC. Upon completion of the cycles, samples were loaded onto a 0.7% agarose gel, and fragments of expected size were observed for the preparation of the part / ligand fusions, for example, a part / pET21-a ligand from YqjM from Bacillus subtilis, and a part / pET21-a OPR1 linker from Solanum lycopersicum as well as a 3 kb veotr backbone; or an OPR3 ligand from Solanum lycopersicum / part-pET21-a - 5.3 kg of Solanum lycopersicum OPR3 ligand / part-pET21-a - 1.2 kb as well as a 1.8 kg band corresponding to the main chain of the vector. The correct size of the bands was then cut from the gel, and the DNA was extracted from the gel using the QIAGEN QIAquick gel extraction kit. The DNA concentration varied from 14.4 ng / Ul to 49, ug / Ul in a total volume of 30 ul (conc. DNA ranged from 5.4 nM to 35.6 nM).

[00296] A combinação da fusão de parte gene/ligante com suas respectivas fusão de parte vetor/ligante foi então realizada através de arranjos em 2 partes como descrição na seção[00296] The combination of the fusion of the gene / ligand part with their respective fusion of the vector / ligand part was then performed through 2-part arrangements as described in the section

3.1.1.2. Em resumo, os ligantes da parte de gene e os ligantes de parte do vetor forma incubados em temperatura ambiente durante 30 minutos antes da transformação de alta eficiência com células de E. coli OPR3 quimicamente competente NEB10B usando 2 Ml da reação de arranjo e 10 ul das células competentes. As células transformadas foram plaqueadas em LB-Amp-agar, e incubadas a 37ºC durante a noite. Quinhentos clones foram obtidos para cada arranjo. Um ou dois clones aleatórios foram selecionados a partir de cada arranjo, e os vetores correspondentes foram isolados usando um kit QIAGEM QIAprep Miniprep.3.1.1.2. In summary, the gene part ligands and the vector part ligands were incubated at room temperature for 30 minutes before the high efficiency transformation with chemically competent E. coli OPR3 cells NEB10B using 2 ml of the arrangement reaction and 10 ul competent cells. The transformed cells were plated on LB-Amp-agar, and incubated at 37 ° C overnight. Five hundred clones were obtained for each array. One or two random clones were selected from each array, and the corresponding vectors were isolated using a QIAGEM QIAprep Miniprep kit.

[00297] A restrição foi realizada para confirmar a construção do vetor, como descrito na seção 3.1.1.2. Em resumo, os clones obtidos a partir do arranjo 11 foram analisados usando PstIn e HincII para identificar os clones positivos para a inserção do gene YajM do Bacillus subtilis dentro do vetor de expressão pET21-1 de E. coli, os clones obtidos a partir do arranjo I3 foram analisados usando BglII e Mlul. Os produtos de restrição foram corridos em um gel de agarose, e o padrão de banda esperado foi observado para os clones testados a partir de cada arranjo, confirmando a construção de vetores de expressão de E. coli pET21-a acolhidos nos genes de enoato reductase de YqjM de Bacillus subtilis, OPRI de Solanum lycopersicum, e OPR3 de Solanum lycopersicum. Em adição, as junções das partes entre a extremidade 3' da cadeia principal do vetor e a extremidade 5" dos genes bem como entre a extremidade 3' do gene a extremidade 5º da cadeia principal do vetor foram sequenciadas para confirmar a construção.[00297] The restriction was performed to confirm the construction of the vector, as described in section 3.1.1.2. In summary, the clones obtained from array 11 were analyzed using PstIn and HincII to identify the positive clones for the insertion of the Bacillus subtilis YajM gene into the E. coli pET21-1 expression vector, the clones obtained from the arrangement I3 were analyzed using BglII and Mlul. The restriction products were run on an agarose gel, and the expected band pattern was observed for the tested clones from each array, confirming the construction of E. coli pET21-a expression vectors harbored in the enoate reductase genes. from YqjM of Bacillus subtilis, OPRI from Solanum lycopersicum, and OPR3 from Solanum lycopersicum. In addition, the junctions of the parts between the 3 'end of the vector's main chain and the 5 "end of the genes as well as between the 3' end of the gene the 5 'end of the vector's main chain were sequenced to confirm the construction.

3.1.2.3 Expressão dos genes da enoato reductase exógenos em E. coli:3.1.2.3 Expression of exogenous enoate reductase genes in E. coli:

[00298] Inicialmente, os genes enoato reductase clonados foram expressos em E. coli usando ImM de IPTG e uma temperatura de indução de 37º, como descrito acima na seção[00298] Initially, the cloned enoate reductase genes were expressed in E. coli using IPMG ImM and an induction temperature of 37º, as described above in the section

3.1.1.3. Em resumo, o OD600 foi medido para cada pré-indução de cultura e em vários pontos do tempo após a indução. A cultura remanescente deixada em pré-incubação após 24 horas foi transferida para um tubo Falcon de 50 mL, colhido por centrifugação a 5000 rpm durante 10 minutos, e o conteúdo de proteína das amostras foi analisado usando SDS-PAGE. Uma banda grande de proteína no tamanho esperado (35 kDa) foi claramente visível na fração solúvel do estudo de expressão da enoato reductase em Bacillus subtilis YqgjM após indução IPTG. Uma banda grande foi visível na fração insolúvel obtida da expressão de enoato reductase em Solanum lycopersicum OPRI1 após indução por IPTG, sugerindo que a proteína OPR1 de 42 kDa esperada expressa a partir de 12 foi insolúvel em E. coli. Uma banda de proteína no tamanho esperado (44 kDa) foi claramente detectada na porção solúvel após a indução por IPTG da enoato reductase 13 em Solanum lycopersicum OPR3, bem como na fração insolúvel, sugerindo que a proteína enoato reductase de 44 kDA de Solanum lycopersicum OPR3 foi expressa em E. coli como uma forma parcialmente solúvel.3.1.1.3. In summary, OD600 was measured for each culture pre-induction and at various points in time after induction. The remaining culture left in pre-incubation after 24 hours was transferred to a 50 mL Falcon tube, harvested by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes, and the protein content of the samples was analyzed using SDS-PAGE. A large protein band of the expected size (35 kDa) was clearly visible in the soluble fraction of the enoate reductase expression study in Bacillus subtilis YqgjM after IPTG induction. A large band was visible in the insoluble fraction obtained from the expression of enoate reductase in Solanum lycopersicum OPRI1 after induction by IPTG, suggesting that the expected 42 kDa OPR1 protein expressed from 12 was insoluble in E. coli. A protein band of the expected size (44 kDa) was clearly detected in the soluble portion after IPTG induction of enoate reductase 13 in Solanum lycopersicum OPR3, as well as in the insoluble fraction, suggesting that the 44 kDA enoate reductase protein from Solanum lycopersicum OPR3 was expressed in E. coli as a partially soluble form.

[00299] Com base nos relatórios de expressão funcional da enoato reductase de Solanum lycopersicum OPR1 em E. coli otimizada na literatura, as condições para a concentração IPTIG (faixa de 0,1-1 mM IPTG) e a temperatura de indução (faixa de 16-37ºC) foram otimizado em uma tentativa de melhorar a solubilidade da enoato reductase de Solanum lycopersicum OPR1 em E. coli (Strassner et al. JBC 1999, 274, p. 35067-35073; Hall et al., Angew, Chem. Int. Ed. 2007, 46, p. 3934-3937). O mesmo protocolo de expressão e a mesma preparação da amostra de SDS-PAGE como descrito na seção[00299] Based on the reports of functional expression of the enanate reductase of Solanum lycopersicum OPR1 in E. coli optimized in the literature, the conditions for the IPTIG concentration (range of 0.1-1 mM IPTG) and the induction temperature (range of 16-37ºC) were optimized in an attempt to improve the solubility of Solanum lycopersicum OPR1 enoate reductase in E. coli (Strassner et al. JBC 1999, 274, p. 35067-35073; Hall et al., Angew, Chem. Int Ed. 2007, 46, p. 3934-3937). The same expression protocol and the same preparation of the SDS-PAGE sample as described in the section

3.1.1.3 foi utilizado para os experimentos de otimização da solubilidade.3.1.1.3 was used for the solubility optimization experiments.

[00300] As amostras nos pontos do tempo de cada arranjo foram então processadas para e analisadas usando a análise SDS-PAGE, como descrito na seção 3.1.1.3, que demonstrou que diminuindo a temperatura de indução para 16ºC e a concentração do indutor para 0,l mM foi efetivo para solubilizar parcialmente a enoato reductase de Solanum lycopersicum OPRI expressa em E. coli.[00300] The samples at the time points of each array were then processed for and analyzed using the SDS-PAGE analysis, as described in section 3.1.1.3, which demonstrated that decreasing the induction temperature to 16ºC and the inductor concentration to 0 , 1 mM was effective to partially solubilize the enanate reductase from Solanum lycopersicum OPRI expressed in E. coli.

[00301] As cepas de E. coli expressando as 3 enoato reductases foram escalonadas em culturas de 800 ml e avaliadas quanto a atividade.[00301] E. coli strains expressing the 3 enoate reductases were staggered in 800 ml cultures and evaluated for activity.

[00302] As outras enoato reductases, XenA, TER, PECR, MECR, ACADS, PimC/PimD foram expressas usando técnicas padrões em E. coli, e purificadas em colunas Histrap. Reações de Biotransformação:[00302] The other enoate reductases, XenA, TER, PECR, MECR, ACADS, PimC / PimD were expressed using standard techniques in E. coli, and purified on Histrap columns. Biotransformation reactions:

[00303] A redução da dupla ligação de ambos os substratos C6 (ácido 2-hexeno diócio e 2,3-didehidroadipolil-CoA) e C7 (ácido 2-heptenodióico e 2, 3-didehidropimeloil-CoaA) foi avaliada.[00303] The reduction of the double bond of both substrates C6 (2-hexene dioic acid and 2,3-didehydroadipolyl-CoA) and C7 (2-heptenedioic acid and 2,3-didehydropyeloyl-CoaA) was evaluated.

[00304] As análises da enzima para a atividade enoil-CoA reductase foram com base nos métodos publicados (Bergler H., et al., (1993). “Protein EnvM is the NADH-dependent enoyl-ACP reductase (FabI) of Escherichia coli” - As reações foram realizadas em tampão fosfato (100 mM, pH 7,5), contendo 300 UM de NADPH, NADH ou FAD dependendo do cofator requerido da enzima, e a enzima purificada (25-55 Ug/ml). As reações foram iniciada pela adição dos substratos, adido 2-hepteno dióico ou2,3-didehidropimloil-Coa. As reações foram incubadas em 30ºC durante 4 horas, e interrompidas pela adição de 2M de HCL (10% v/v). os produtos foram analisados por LC-MS. Os controles estavam compreendidos nas misturas de reação sem substrato e as misturas de reação com enzimas inativadas (fervidas por 5 minutos).[00304] The enzyme analyzes for enoyl-CoA reductase activity were based on published methods (Bergler H., et al., (1993). “Protein EnvM is the NADH-dependent enoyl-ACP reductase (FabI) of Escherichia coli ”- The reactions were carried out in phosphate buffer (100 mM, pH 7.5), containing 300 UM of NADPH, NADH or FAD depending on the required enzyme cofactor, and the purified enzyme (25-55 Ug / ml). The reactions were initiated by the addition of the substrates, 2-heptene dioic or2,3-didehydropyloil-Coa. The reactions were incubated at 30ºC for 4 hours, and interrupted by the addition of 2M HCL (10% v / v). analyzed by LC-MS The controls were comprised of reaction mixtures without substrate and reaction mixtures with inactivated enzymes (boiled for 5 minutes).

[00305] A análise da enzima para a atividade acil-CoA desidrogenase foram com base nos métodos publicados (Le W, Abbas AS, Sprecher H, Vockley J e Schulz H (2000)). A cadeia longa de acil-CoA desidrogenase é a enzima chave na f- oxidação mitocondrial de ácidos graxos insaturados. “Biochmica et Biophysica Acta”, 1485: 121-128). As analises forma realizadas em 1 ml contendo 50 mM de tampão fosfato de potássio (pH 7,6), 36 UM diclorofenolindopnenol, 0,3 mM de[00305] The enzyme analysis for acyl-CoA dehydrogenase activity was based on published methods (Le W, Abbas AS, Sprecher H, Vockley J and Schulz H (2000)). The long chain of acyl-CoA dehydrogenase is the key enzyme in mitochondrial f-oxidation of unsaturated fatty acids. "Biochmica et Biophysica Acta", 1485: 121-128). The analyzes were carried out in 1 ml containing 50 mM of potassium phosphate buffer (pH 7.6), 36 UM dichlorophenolindopnenol, 0.3 mM

N-etilmaleimida, 1,5 mM de metosulfato de fenazina, 60 UM de acil-Coa e enzim (25-55 ug/ml). As reações foram iniciadas pela adição de metosulfato de fenzina (Le et al.,2000).N-ethylmaleimide, 1.5 mM phenazine methosulfate, 60 µM acyl-Coa and enzyme (25-55 µg / ml). The reactions were initiated by the addition of fenzine methosulfate (Le et al., 2000).

[00306] As reações foram iniciadas pela adição de substrato (2, 3-didehidropimeloil-Coa ou ácido 2-heptenodióico) (60 UM). As reações foram realizadas a 30ºC durante 4 horas, e então interrompidas pela adição de 2 M de HCl a 10% do volume final. Os produtos foram analisados por LC-MS. Os controles utilizados foram reações sem substrato e reações com enzimas fervidas.[00306] The reactions were initiated by the addition of substrate (2,3-didehydropyeloyl-Coa or 2-heptenedioic acid) (60 UM). The reactions were carried out at 30ºC for 4 hours, and then stopped by adding 2 M HCl at 10% of the final volume. The products were analyzed by LC-MS. The controls used were reactions without substrate and reactions with boiled enzymes.

[00307] Resultados: ACADS, PimD, TER e XnA catalisaram a redução o ácido 2-hexenodióico em ácido adípico (Ver, Figura 27A). MECR, PER TER e XenA catalisaram a redução de trans- 2,3-didehidroadipoil-CoA em adipoil-Coa (Ver, figura 27B). Sem formação de substratos C7 correspondentes por estas enzimas foram observados sob as condições de reação testadas, indicando que as enzimas tiveram menor atividade para os substratos C7 2-enoil e que a enzima construída terá requerida uma atividade melhorada das enzimas para ser útil.[00307] Results: ACADS, PimD, TER and XnA catalyzed the reduction of 2-hexenedioic acid to adipic acid (See, Figure 27A). MECR, PER TER and XenA catalyzed the reduction of trans-2,3-didehydroadipoyl-CoA in adipoyl-Coa (See, figure 27B). No formation of corresponding C7 substrates by these enzymes was observed under the tested reaction conditions, indicating that the enzymes had less activity for the C7 2-enoyl substrates and that the constructed enzyme would have required improved enzyme activity to be useful.

3.1.3 Conversão de pimeloil-Coa e pimeloil-[acp] em semialdeído de ácido pimélico por acil-CoA reductases graxo (aldeído formando FAR) (EC 1.2.1.50) ou acil-[acp] reductase (EC 1.2.1.80) (Ver, figura 2):3.1.3 Conversion of pimeloil-Coa and pimeloil- [acp] to semialdehyde of pyelic acid by fatty acyl-CoA reductases (aldehyde forming FAR) (EC 1.2.1.50) or acyl- [acp] reductase (EC 1.2.1.80) ( See, figure 2):

3.1.3.1 - Seleção das enzimas alvos3.1.3.1 - Selection of target enzymes

[00308] A acil-CoA reductase graxo está envolvida na síntese de éster da cera em plantas e outros eucarióticos superiores para formação da cutícula cerosa. Em Archaea e bactéria, estas enzimas estão envolvidas na biossíntese de alcanos de cadeias longas, apesar de sua função fisiológica nestes organismos não estar ainda clara. A formação de ésteres cerosos em plantas começa com o alongamento de acil-CoAs para formar ácidos graxos de cadeias longas (LFCA) (ou acil-CoAs graxo), que são então reduzidos via a rota de descarbonilação ou rota de redução e acil-CoA (Cheesbrough e Kolattukudy, 1984).[00308] Fatty acyl-CoA reductase is involved in the synthesis of wax ester in plants and other higher eukaryotes for formation of the waxy cuticle. In Archaea and bacteria, these enzymes are involved in the biosynthesis of long chain alkanes, although their physiological function in these organisms is not yet clear. The formation of waxy esters in plants begins with the elongation of acyl-CoAs to form long-chain fatty acids (LFCA) (or fatty acyl-CoAs), which are then reduced via the decarbonylation route or reduction route and acyl-CoA (Cheesbrough and Kolattukudy, 1984).

[00309] Hidrocarbonetos sãoformados via rota de descarbonilação. Esta rota é iniciada por uma reação catalisadora de acil-CoA graxo para produzir o aldeído, seguido por descarbonilação catalisada por uma aldeído- descarboxilase para resultar em [Cn-l]-alcano (Cheesbrough eKolattukudy, 1984).[00309] Hydrocarbons are formed via the decarbonylation route. This route is initiated by a fatty acyl-CoA catalyst reaction to produce the aldehyde, followed by decarbonylation catalyzed by an aldehyde-decarboxylase to result in [Cn-1] -alkane (Cheesbrough eKolattukudy, 1984).

[00310] A rota de redução de acil-CoA é também iniciada por uma redução e LCFAs em aldeídos, seguido por uma redução adicional de aldeídos em uma aldeído-reductase para produzir álcoois primários ainda ligados (Millar et al., 1999) (Kolattukudy, 1971). Rotas similares são ensinadas para existir em procariontes (Schrirmer et al., 2010).[00310] The acyl-CoA reduction route is also initiated by a reduction and LCFAs in aldehydes, followed by an additional reduction of aldehydes in an aldehyde reductase to produce still-linked primary alcohols (Millar et al., 1999) (Kolattukudy , 1971). Similar routes are taught to exist in prokaryotes (Schrirmer et al., 2010).

[00311] Ambas as rotas são iniciadas pela redução de acil- CoAs de cadeias longas em aldeídos catalisados pela acil-CoA reductase graxo (FAR; EC 1.2.150) em uma reação reversível. Na rota de redução de acil-CoA, os aldeídos são reduzidos adicionalmente em álcoois. Isto pode ser conseguido tanto em uma quanto em duas etapas, dependendo do organismo. A redução em duas etpas é iniciada usando a reação de catalisaçãod e acil-CoA reductase, o que libera o aldeído graxo para uma segunda redução catalisada por uma aldeído-reductase graxa. A redução em uma etapa é catalisada por uma acil-CoA reductase bifuncional que reduz o acil-CoA diretamente em álcool sem liberação do intermediário aldeído. Assim, a acil-CoA reductase graxo pode ser amplamente dividida em dois tipos:[00311] Both routes are initiated by the reduction of long-chain acyl-CoAs in aldehydes catalyzed by fatty acyl-CoA reductase (FAR; EC 1.2.150) in a reversible reaction. In the acyl-CoA reduction route, aldehydes are further reduced to alcohols. This can be achieved in either one or two stages, depending on the organism. The reduction in two steps is initiated using the catalysis reaction of acyl-CoA reductase, which releases the fatty aldehyde for a second reduction catalyzed by a grease aldehyde-reductase. One-step reduction is catalyzed by a bifunctional acyl-CoA reductase that reduces acyl-CoA directly in alcohol without releasing the aldehyde intermediate. Thus, fatty acyl-CoA reductase can be broadly divided into two types:

(1) acil-CoA reductases com formação e álcool; e (2) aldeído gerando acil-CoA reductase. Existem exemplos de ambos os tipos em procariontes e eucariontes. Uma vez que o alvo é o semialdeído pimélico, a acil-CoA reductase formadora de aldeído são os candidatos mais promissores para redução de pimeloil-CoA.(1) acyl-CoA reductases with formation and alcohol; and (2) aldehyde generating acyl-CoA reductase. Examples of both types exist in prokaryotes and eukaryotes. Since the target is pyelic semialdehyde, the aldehyde-forming acyl-CoA reductase is the most promising candidate for reducing pimeloyl-CoA.

[00312] A literatura preliminar e as buscas em bancos de dados revelaram que a maioria das acil-CoA reductase impressionantes estudadas ou identificadas pela homologia de sequência foram FARS formadores de álcool em ambos, eucariontes e procariontes. Entretanto, um dos exemplos anteriores de uma reductase formadora de aldeído veio de Acinetobacter calcoaceticus - Acrl. Portanto, a sequência primária desta enzima foi utilizada na busca em banco de dados para outras enzimas geradoras de aldeído.[00312] Preliminary literature and database searches revealed that most of the impressive acyl-CoA reductase studied or identified by sequence homology were alcohol-forming FARS in both eukaryotes and prokaryotes. However, one of the previous examples of an aldehyde-forming reductase came from Acinetobacter calcoaceticus - Acrl. Therefore, the primary sequence of this enzyme was used in the database search for other enzymes that generate aldehyde.

[00313] Uma regra geral para acil-CoA reductase parece ser que as proteínas mais curtas (295-350 aa) tendem a ser enzimas geradoras de aldeído, enquanto que os polipeptídios mais longos (50+ aa) são produtores de álcool. No entanto, muitas enzimas curtas depositadas nos bancos dos dados têm anotações hipotéticas ou suposições sem informação adicional além dos dados da sequência e, por esta razão, elas não foram consideradas.[00313] A general rule of thumb for acyl-CoA reductase appears to be that shorter proteins (295-350 aa) tend to be aldehyde-generating enzymes, while longer polypeptides (50+ aa) are alcohol producers. However, many short enzymes deposited in the databases have hypothetical notes or assumptions with no additional information beyond the sequence data and, for this reason, they have not been considered.

[00314] Os candidatos foram escolhidos usando o critério a seguir: (1) a enzima deve gerar aldeído apenas ou deve estar no escopo para eliminar a formação de álcool pela proteína construída; (2) deve ser evidente a existência da proteína, ou seja, a proteína foi identificada e purificada ou isolada nas frações celulares; (3) a enzima foi testada usando substratos acil-CoA ou acil-ACP; (4) a enzima não deve ser parte de um complexo de múltiplas enzimas a menos que a atividade tenha sido demonstrada independentemente do complexo. Uma vez que as candidatas foram identificadas, bio-r informática adicional e buscas na literatura foram realizadas para prover dados adicionais para classificação das seleções.[00314] Candidates were chosen using the following criteria: (1) the enzyme must generate aldehyde only or must be in scope to eliminate the formation of alcohol by the constructed protein; (2) the existence of the protein must be evident, that is, the protein has been identified and purified or isolated in the cell fractions; (3) the enzyme was tested using acyl-CoA or acyl-ACP substrates; (4) the enzyme should not be part of a multiple enzyme complex unless activity has been demonstrated independently of the complex. Once the candidates were identified, additional bio-informatics and searches in the literature were carried out to provide additional data for the classification of the selections.

[00315] A tabela 1 mostra os resultados das buscas em bancos de dados realizadas com relação a uma enzima formadora de aldeído conhecida (Acrl). Cada um dos candidatos foi purificado e avaliado in vitro. Os candidatos foram classificados e agrupados de acordo com sua adequabilidade. As enzimas com maior classificação (1-3) são consideradas os melhores candidatos para estudo adicional, as enzimas classificadas intermediárias (4 e 5) são consideradas como sendo bons candidatos mas podem requerer investigação adicional e as enzimas com classificação inferior (6) iriam requerer mais esforços para obter os dados de atividade da enzima, devido a ausência da sequência da proteína e a perda de um genoma sequenciado.[00315] Table 1 shows the results of searches in databases carried out with respect to a known aldehyde-forming enzyme (Acrl). Each candidate was purified and evaluated in vitro. The candidates were classified and grouped according to their suitability. The highest rated enzymes (1-3) are considered the best candidates for further study, intermediate classified enzymes (4 and 5) are considered to be good candidates but may require further investigation and the lower rated enzymes (6) would require more efforts to obtain enzyme activity data, due to the absence of the protein sequence and the loss of a sequenced genome.

Tabela 1 Candidato acil-CoA formador de aldeído obtido de vários organismos.Table 1 Acyl-CoA aldehyde-forming candidate obtained from various organisms.

Nome da organismo Substrato mais|No. De | Redução | Nível de proteína/ curto testado | amino- para evidência! Número de (No. Átomos de| ácidos | álcool acesso carbono) P94129 Acinetobacter 295 Não Atividade calcoaceticus de enzima YP 400611 | Synechococcus 341 Não Atividade elongatus PCC de enzima 7942 BAF92773 |Photobacterium 488 Não Atividade LuxC EC phosphoreum de enzimaOrganism name Substrate plus | No. From | Reduction | Protein / short level tested | amino- for evidence! Number of (No. Atoms of | acids | alcohol with carbon access) P94129 Acinetobacter 295 No Enzyme calcoaceticus activity YP 400611 | Synechococcus 341 No Activity elongatus PCC enzyme 7942 BAF92773 | Photobacterium 488 No Activity LuxC EC enzyme phosphoreum

1.2.1.50 YP 959769 | Marinobacter 661 Sim, mas|Atividade aquaoelei VT8 pode serjde enzima possível truncar YP 959486 Marinobacter ND 513 Sim, mas|Atividade aquaoelei VT8 pode ser|jde enzima possível truncar AAB35106 Botryococcu 26 Não Atividade (parcial) braunii de enzima * Nível de evidência - atividade da enzima significa que a enzima foi purificada tanto heterologamente quanto homologamente, ou que a atividade foi medida em extratos brutos ou outras frações celulares.1.2.1.50 YP 959769 | Marinobacter 661 Yes, but | Activity here VT8 may be possible enzyme truncate YP 959486 Marinobacter ND 513 Yes, but | Activity here VEL 8 may be | possible enzyme truncate AAB35106 Botryococcu 26 No Activity (partial) enzyme braunii * Level of evidence - activity of the enzyme means that the enzyme has been purified both heterologously and homologously, or that activity has been measured in crude extracts or other cell fractions.

[00316] Acinetobacter calcoaceticus Acrl (P94129) (Reiser, S., e Somerville, C., (1997): “Isolation of mutants of Acinetobacter calcoaceticus deficiente in wax ester Synthesis and complementation of one mutation with a gene encoding a fatty acyl coenzime A reductase” - J. Bacteriol., 179, 2969- 2975): Uma acil-CoA reductase formadora de aldeído foi purificada e contém 295 aminoácidos, com um peso molecular de 32,5 kDa. Esta enzima foi expressa em E. coli e extratos livres de células mostraram conter a atividade acil-CoA reductase. Os substratos acil-CoA variando de Cl12 a C24 no comprimento foram avaliados (mas não os substratos C- adicionados). O aldeído correspondente foi gerado em todos os casos exceto para o substrato Cl12. Valeria a penas examinar a gama de substrato desta enzima adicionalmente e testar sua atividade em comprimentos menores da acil-CoAs. Mesmo se pimeloil-Coa não for um substrato, existe escopo para evolução direta para estender a gama de substrato. Esta enzima foi denominada diretamente em uma patente relacionada à produção melhorada de derivados de ácido graxo (US 2011/0256599).[00316] Acinetobacter calcoaceticus Acrl (P94129) (Reiser, S., and Somerville, C., (1997): “Isolation of mutants of Acinetobacter calcoaceticus deficient in wax ester Synthesis and complementation of one mutation with a gene encoding a fatty acyl coenzime The reductase ”- J. Bacteriol., 179, 2969-2975): An aldehyde-forming acyl-CoA reductase has been purified and contains 295 amino acids, with a molecular weight of 32.5 kDa. This enzyme was expressed in E. coli and cell-free extracts were shown to contain acyl-CoA reductase activity. Acyl-CoA substrates ranging from Cl12 to C24 in length were evaluated (but not the C- substrates added). The corresponding aldehyde was generated in all cases except for the Cl12 substrate. It would be worthwhile to further examine the substrate range of this enzyme and test its activity on shorter lengths of acyl-CoAs. Even if pimeloil-Coa is not a substrate, there is scope for direct evolution to extend the range of substrate. This enzyme was named directly in a patent related to the improved production of fatty acid derivatives (US 2011/0256599).

[00317] AAR obtido de Synechococcus elongatus PCC 7942 (YP 400611) (Schirmer, A., Rude, M.A., Li, X., Popova, E., e Del Cardayer, S.B. (2010)). “Microbial. Biosynthesis of Alkanes” - Science, 329 - 559-562. Esta acil-ACP reductase está em Cianobactérias, S. elongatus, e é designada AAr. A enzima é pesquisada por estar envolvida na biossíntese de alcanos. Foi expressa e purifica em E. coli MG1I655. Ambos os derivados Coa e ACP são substratos. Assim, octadecanal é formado tanto a partir de oleoil-CoA quanto oleoil-ACP sem formação de álcool graxo. Entretanto, oleoil-ACP foi o substrato preferido, com um KM de 8 UM comparado a 130 UM para oleoil-Coa. A enzima é dependente de NADPH e requer magnésio para atividade. Nenhum outro substrato foi testado. A seletividade para formação de aldeído e a atividade com derivados CoA torna esta enzima um bom candidato para testar quanto a redução de pimeloil-CoA. Além disso, existe um número de ortólogos deste gene em organismos próximos relacionados (Shirmer et al., 2010), apesar de AAR ser oO melhor estudado. As patentes a seguir estão associadas com este trabalho (Shirmer et al., 2010): WO 2009/140695 e WO[00317] AAR obtained from Synechococcus elongatus PCC 7942 (YP 400611) (Schirmer, A., Rude, M.A., Li, X., Popova, E., and Del Cardayer, S.B. (2010)). “Microbial. Biosynthesis of Alkanes ”- Science, 329 - 559-562. This acyl-ACP reductase is in Cyanobacteria, S. elongatus, and is called AAr. The enzyme is researched for being involved in the biosynthesis of alkanes. It was expressed and purified in E. coli MG1I655. Both Coa and ACP derivatives are substrates. Thus, octadecanal is formed both from oleoil-CoA and oleoil-ACP without formation of fatty alcohol. However, oleoil-ACP was the preferred substrate, with a KM of 8 UM compared to 130 UM for oleoyl-Coa. The enzyme is dependent on NADPH and requires magnesium for activity. No other substrate has been tested. The selectivity for aldehyde formation and the activity with CoA derivatives makes this enzyme a good candidate to test for the reduction of pimeloyl-CoA. In addition, there are a number of orthologists of this gene in closely related organisms (Shirmer et al., 2010), although AAR is the best studied. The following patents are associated with this work (Shirmer et al., 2010): WO 2009/140695 and WO

2009/140696.2009/140696.

[00318] LuxC (BAF92773) de Photobacterium phosphoreum (Borylan, M., miyamoto, C., Wall, L., Graham, A., e Meighen, E. (1989). Os genes Lux C, D e E codifican o operon luminescente de Vibrio fischeri para as enzimas reductase, transferase, e sintetase envolvidas na biossíntese do aldeído. “Photochemistry and Photobiology”, 49, 681-688; Lee, C.Y. and Meighen, E.A. (1997). Cysteine-286 como o sítio de acilação do Lux-específico para acil-Coa reductase graxo. “Biochim. Biphys Acta”, 1338, 215-222; Wang, X., and Kolattukudy, P.E. (1995). A solubilização e purificação de acil-CoA reductase graxo gerador de aldeído a partir da alga verde Botryococcus braunii. FEBS Lett. 370, 15-18). LuxC é parte de um complexo de múltiplas enzimas (LuxCDE) consistindo de uma acil-CoA reductase graxo, acil-sintetase graxo e acil-tioesterase graxo, e está envolvida na bioluminescência. LuxC é uma enzima bem estudada e foi clonada, expressa e purificada em E. coli. A enzima apresenta atividade acil-CoA reductase com o substrato c1l4, tetradecanoil-CoA (miristoil-CoA), que é reduzido ao aldeído correspondente, tetradecanal. Nenhum outro substrato foi testado. Apesar de LuxC ser parte de um complexo de múltiplas subunidades in vivo, a enzima foi purificada com sucesso a partir de um organismo alelo selvagem e foi expressa e parcialmente purificada a partir de E. coli. Em ambos os casos, LuxC foi independentemente ativa de outras subunidades. Isto torna LuxC um bom candidato para converter pimeloil-Coa em semialdeído de ácido pimélico.[00318] LuxC (BAF92773) of Photobacterium phosphoreum (Borylan, M., miyamoto, C., Wall, L., Graham, A., and Meighen, E. (1989). The Lux C, D and E genes encode luminescent operon of Vibrio fischeri for the reductase, transferase, and synthetase enzymes involved in the aldehyde biosynthesis. "Photochemistry and Photobiology", 49, 681-688; Lee, CY and Meighen, EA (1997). Cysteine-286 as the site of acylation of the Lux-specific for fatty acyl-Coa reductase. "Biochim. Biphys Acta", 1338, 215-222; Wang, X., and Kolattukudy, PE (1995). The solubilization and purification of fatty acyl-CoA reductase aldehyde from Botryococcus braunii green algae (FEBS Lett. 370, 15-18). LuxC is part of a multiple enzyme complex (LuxCDE) consisting of a fatty acyl-CoA reductase, fatty acyl synthetase and fatty acyl thioesterase, and is involved in bioluminescence. LuxC is a well-studied enzyme and has been cloned, expressed and purified in E. coli. The enzyme shows acyl-CoA reductase activity with the substrate c1l4, tetradecanoyl-CoA (myristoyl-CoA), which is reduced to the corresponding aldehyde, tetradecanal. No other substrate has been tested. Although LuxC is part of a complex of multiple subunits in vivo, the enzyme has been successfully purified from a wild allele organism and has been expressed and partially purified from E. coli. In both cases, LuxC was independently active from other subunits. This makes LuxC a good candidate for converting pimeloyl-Coa to semialdehyde of pyelic acid.

[00319] FACOAR obtido de Marinobacter aquaeolei VT8 (YP 959769.1) (Willis, R.M., Wahlen, B.D., Seefeldt, L.C.,[00319] FACOAR obtained from Marinobacter aquaeolei VT8 (YP 959769.1) (Willis, R.M., Wahlen, B.D., Seefeldt, L.C.,

and Barney, B.M. (2011). Caracterização de uma acil-CoA reductase graxo a partir de Marinobater aquaeolei VT8: uma enzima bacteriana catalisadora da redução de acil-CoA graxo em álcool graxo. “Biochemistry”, 50 10550-10558): Esta acil- CoA reductase graxo (designada como FACOAR) foi recentemente descoberta na gama de proteobactérias - Marinobacter aquaeolei VT8. É o primeiro exemplo de procariótico de uma acil-CoA reductase bifuncional, catalisadora da redução de derivados de acil-CoA em álcool. Crucialmente, é apenas a enzima que foi testada com substratos abaixo C1l2, e demonstrou atividade com octanoil-CoA in vitro (Willis et al., 2011). Apesar de esta enzima gerar álcool a partir de acil-CoA, a razão para sua inclusão é que existe uma evidência clara de que ela tem uma ampla faixa de substrato a partir de octanoil-Coa (C8) para arachidonoil-CoA (C20). Além disso, a extremidade C-terminal demonstra alta homologia de sequência para a enzima Acrl, de modo que a região N-terminal pode ser o domínio formador de álcool. Portanto, seria compensador testar o efeito da remoção da porção do gene codificante para a região N-terminal do polipeptídeo, com o auxílio da produção de uma enzima geradora de aldeído funcional. Um problema potencial com esta abordagem é que a enzima pode ser inativa ou o aldeído pode não ser liberado a partir do complexo de enzima truncado. Esta enzima não foi testada quanto à atividade contra os derivados de acil-ACP.and Barney, B.M. (2011). Characterization of a fatty acyl-CoA reductase from Marinobater aquaeolei VT8: a bacterial enzyme catalyzing the reduction of fatty acyl-CoA in fatty alcohol. “Biochemistry”, 50 10550-10558): This fatty acyl-CoA reductase (referred to as FACOAR) was recently discovered in the range of proteobacteria - Marinobacter aquaeolei VT8. It is the first prokaryotic example of a bifunctional acyl-CoA reductase, catalyst for the reduction of acyl-CoA derivatives in alcohol. Crucially, it is only the enzyme that has been tested with substrates below C1l2, and has demonstrated activity with octanoyl-CoA in vitro (Willis et al., 2011). Although this enzyme generates alcohol from acyl-CoA, the reason for its inclusion is that there is clear evidence that it has a wide range of substrate from octanoyl-Coa (C8) to arachidonoil-CoA (C20). In addition, the C-terminal end demonstrates high sequence homology for the enzyme Acrl, so that the N-terminal region can be the alcohol forming domain. Therefore, it would be worthwhile to test the effect of removing the portion of the coding gene for the N-terminal region of the polypeptide, with the aid of the production of a functional aldehyde-generating enzyme. A potential problem with this approach is that the enzyme may be inactive or the aldehyde may not be released from the truncated enzyme complex. This enzyme has not been tested for activity against acyl-ACP derivatives.

[00320] FAR obtido Marinobacter aquaeolei VT8 (YP 959486) (Hofvander, P., Doan, T.T.P., and Hamberg, M. (2011)). Uma acil-CoA reductase procariótica realizadora da redução e acil-CoA graxo em álcool graxo. “FEBS Letters”, 585 - 3538- 3543: Esta acil-CoA reductase graxo (designada FAR) foi originalmente identificada como uma aldeído-reductase graxo (Wahlen, B.D., Oswald, W.S., Seefeldt, L.C., and Barney, B.M. (2009)). A purificação, caracterização, e a produção de cera potencial bacteriana participam da aldeído-reductase graxo dependente de NADPH, obtida de Marinobacter aquaeolei VTS8. “Appl. Environ. Microbiol.”, 75, 2758 - 2764, mas demonstrou ter atividade acil-CoA reductase (Hofvander, P., Doan, T.T.P., and Hamberg, M. (2011). Uma acil-CoA procariótica realizadora da redução de acil-Coa graxo em álcool graxo. “FEBS Letters”, 585, 3538-3543). É muito similar à acil-CoA reductase graxo descrita acima, mas ela também é conhecida por agir sobre os derivados de acil-ACP. A atividade foi observada com Cl6-CoA até C20-Coa, mas não foi testada com substratos mais curtos. A enzima tem 513 aminoácidos de comprimento e tem o mesmo domínio C-terminal associado com a produção de aldeído como Acrl. É possível que esta enzima pudesse também ser truncada, o que significaria clivagem da região N-terminal como descrito previamente. Não está claro se ou não FAR e FAcoR são enzimas inteiramente diferentes, uma vez que dois grupos separados de pesquisa estudaram elas.[00320] FAR obtained Marinobacter aquaeolei VT8 (YP 959486) (Hofvander, P., Doan, T.T.P., and Hamberg, M. (2011)). A prokaryotic acyl-CoA reductase that performs the reduction and fatty acyl-CoA in fatty alcohol. “FEBS Letters”, 585 - 3538- 3543: This fatty acyl-CoA reductase (called FAR) was originally identified as a fatty aldehyde-reductase (Wahlen, BD, Oswald, WS, Seefeldt, LC, and Barney, BM (2009) ). Purification, characterization, and the production of potential bacterial wax participate in the NADPH-dependent fatty aldehyde reductase, obtained from Marinobacter aquaeolei VTS8. “Appl. Environ. Microbiol. ”, 75, 2758 - 2764, but has been shown to have acyl-CoA reductase activity (Hofvander, P., Doan, TTP, and Hamberg, M. (2011). A prokaryotic acyl-CoA that accomplishes the reduction of fatty acyl-Coa in fatty alcohol. “FEBS Letters”, 585, 3538-3543). It is very similar to the fatty acyl-CoA reductase described above, but it is also known to act on acyl-ACP derivatives. Activity was observed with Cl6-CoA through C20-Coa, but was not tested with shorter substrates. The enzyme is 513 amino acids long and has the same C-terminal domain associated with the production of aldehyde like Acrl. It is possible that this enzyme could also be truncated, which would mean cleavage of the N-terminal region as previously described. It is not clear whether or not FAR and FAcoR are entirely different enzymes, since two separate research groups have studied them.

[00321] Acil-CoA reductase produtora de aldeído obtida de Botryococus braunii (AAB35106) (Wang, X, and Kolattukudy, P.E. (1995)). “Solubilization and purification of aldehyde- generating fatty acyl-Coa reductase from green alga Botryococcus braunii. FEBS Lett”, 370, 15-18): Esta enzima é uma acil-CoA reductase produtora de aldeído obtida de uma microalga, Botryococcus braunii. A enzima foi purificada a partir o organismo alelo-selvagem e avaliada usando ácido graxo ativado marcado, [1-14C] -palmitoil-CoA. A enzima demonstrou produzir o aldeído correspondente e foi dependente de NADH. A faixa de substrato não foi estudada e isto necessitaria ser direcionado. Além disso, a proteína precisa ser clonada, expressa e purificada em E. coli. O número de acesso AAB35106 refere-se a sequência parcial de 26 aminoácidos N-terminal obtido da enzima purificada. A sequência completa da proteína não foi depositada os bancos de dados UNIPROT, BRENDA, ou NCBI. O sequenciamento do genoma está no caminho (http://www.jgi.doe.gov/). Pode estar no escopo isolar o gene usando primers para a sequência N- terminal, mas ao perda geral da informação com relação a enzima pode complicar sua exploração para construção metabólica.[00321] Aldehyde-producing Acyl-CoA reductase obtained from Botryococus braunii (AAB35106) (Wang, X, and Kolattukudy, P.E. (1995)). “Solubilization and purification of aldehyde- generating fatty acyl-Coa reductase from green algae Botryococcus braunii. FEBS Lett ”, 370, 15-18): This enzyme is an aldehyde-producing acyl-CoA reductase obtained from a microalgae, Botryococcus braunii. The enzyme was purified from the allele-wild organism and evaluated using labeled activated fatty acid, [1-14C] -palmitoyl-CoA. The enzyme has been shown to produce the corresponding aldehyde and was dependent on NADH. The substrate range has not been studied and this would need to be addressed. In addition, the protein needs to be cloned, expressed and purified in E. coli. Accession number AAB35106 refers to the partial sequence of 26 N-terminal amino acids obtained from the purified enzyme. The complete protein sequence has not been deposited in the UNIPROT, BRENDA, or NCBI databases. Genome sequencing is on the way (http://www.jgi.doe.gov/). It may be in the scope to isolate the gene using primers for the N-terminal sequence, but the general loss of information regarding the enzyme can complicate its exploration for metabolic construction.

[00322] Assim, um certo número de acil-CoA reductase foi identificado, as quais são candidatas adequadas para serem testadas quanto à redução de pimeloil-CoA em semialdeído pimélico. A enzima obtida de Acinetobacter calcoaceticus, Acrl, parece ser a melhor candidata, uma vez que ela foi melhor caracterizada na enzima identificadas mesma não existindo informações sobre a atividade com substratos com poucos-C de cadeia curta. Se os testes iniciais resultarem negativos, a enzima poderia ainda ser um bom alvo para evolução direcionada para obter a redução de pimeloil-coa.[00322] Thus, a number of acyl-CoA reductase have been identified, which are suitable candidates to be tested for the reduction of pimeloyl-CoA in pyelic semialdehyde. The enzyme obtained from Acinetobacter calcoaceticus, Acrl, seems to be the best candidate, since it was better characterized in the enzyme identified even though there is no information on the activity with substrates with short-chain C-few. If the initial tests are negative, the enzyme could still be a good target for targeted evolution to obtain the reduction of pimeloil-coa.

[00323] AAR obtida de S. elongatus e seus ortólogos, bem como LuxC também são candidatas promissora. Apesar de estas enzimas operarem em substratos acil-CoA graxo de cadeias relativamente longas, elas não foram testadas com substratos de cadeias curtas. Novamente, a evolução dirigida pode prover uma rota promissora para obter a seletividade desejada de substrato se os testes iniciais forem negativos.[00323] AAR obtained from S. elongatus and its orthologists, as well as LuxC are also promising candidates. Although these enzymes operate on relatively long-chain fatty acyl-CoA substrates, they have not been tested with short-chain substrates. Again, directed evolution can provide a promising route to obtain the desired substrate selectivity if the initial tests are negative.

[00324] As duas enzimas de M. aquaeolei VT8 podem também ser promissora, apesar de algumas proteínas construídas provavelmente requererem a prevenção da oxidação do aldeído. Estas enzimas são candidatas apropriadas porque elas são conhecidas por agir sobre acil-CoAs de cadeia mais curta e todos os acil-CoA reductases graxos identificados. O gene codificante da enzima a partir de B. braunii não foi identificado. Isto a torna a enzima mais difícil de trabalhar, mas poderia ser investigada se outras opções não tiverem sucesso. Enzimas similares também são conhecidas em plantas superiores (por exemplo, Pisum sativum) e provê opções adicionais para testar, mas, novamente, não são bem caracterizadas.[00324] The two enzymes of M. aquaeolei VT8 can also be promising, although some proteins constructed probably require the prevention of oxidation of the aldehyde. These enzymes are suitable candidates because they are known to act on shorter chain acyl-CoAs and all identified fatty acyl-CoA reductases. The gene encoding the enzyme from B. braunii has not been identified. This makes it the most difficult enzyme to work with, but it could be investigated if other options are unsuccessful. Similar enzymes are also known in higher plants (for example, Pisum sativum) and provide additional options for testing, but, again, are not well characterized.

[00325] Assim, as seis enzimas acima foram selecionadas por elas serem relatadas na literatura, e por terem sido preparadas, purificadas (parcialmente ou totalmente), tanto recombinantemente quanto naturalmente em frações celulares e avaliadas in vitro. Suas sequências de nucleotídeos e aminoácidos primários são depositadas nos principais bancos de dados de proteínas BRENDA e UNIPROT, exceto para a enzima de Botyrococcus braunii. Os resultados a partir dos estudos foram publicados em jornais revisados por especialistas. As faixas de substratos testados de octanoil-CoA (C8) até arachinadoil-CoA (C20) e também incluíram acil-ACP como substrato no caso de AAR de Synechococcus elongates. Os aldeídos correspondentes são formados como produtos. Entretanto, atualmente, nenhuma das enzimas foi testada com pimeloil-CoA ou qualquer outro número de substratos CC, presumivelmente porque o metabolismo destes substratos é assumido, invariavelmente, por ter o mesmo padrão seguido, para os dos substratos com o mesmo número C e, até agora, não existem razões para se testar novamente estes substratos. Portanto, é altamente provável que as enzimas irão catalisar a redução de pimeloil-CoA. Mesmo se pimeloil-Coa não for um substrato, a enzimas proveriam um bom ponto inicial para a evolução dirigida a ou a construção da proteína alvo.[00325] Thus, the six enzymes above were selected because they are reported in the literature, and because they have been prepared, purified (partially or totally), both recombinantly and naturally in cellular fractions and evaluated in vitro. Its nucleotide and primary amino acid sequences are deposited in the main protein databases BRENDA and UNIPROT, except for the enzyme Botyrococcus braunii. The results from the studies were published in peer-reviewed journals. The tested substrate ranges from octanoil-CoA (C8) to arachinadoil-CoA (C20) and also included acyl-ACP as a substrate in the case of Synechococcus elongates AAR. The corresponding aldehydes are formed as products. However, currently, none of the enzymes has been tested with pimeloyl-CoA or any other number of CC substrates, presumably because the metabolism of these substrates is assumed, invariably, for having the same pattern followed, for those of substrates with the same number C and, so far, there is no reason to retest these substrates. Therefore, it is highly likely that the enzymes will catalyze the reduction of pimeloyl-CoA. Even if pimeloil-Coa is not a substrate, the enzymes would provide a good starting point for evolution towards or building the target protein.

[00326] Outros candidatos entre as acil-CoA reductase graxo de cadeia longa em EC 1.2.1.50 para a conversão de pimeloil- CoA em semialdeído de ácido pimélico incluem, mas não estão limitadas a, reductases obtidas dos organismos a seguir: Pisum sativum (Vioque et al., 1997. Resolution and purification of an aldenyde-generating and an alcohol- generating fatty acyl-CoA reductase from Pea leaves (Pisum sativum L.), Archives of Biochemistry and Biophysics, 340 (1), 64-72); Vibrio fischeri (P12748) (Boylan et al., 1985). Identificação funcional dos componentes da reductase de ácido graxo, codificados no operon de luminescência do Vibrio fischeri, “Journal of Bacteriology”, 163(3), 1186-1 190; Brassica oleracea e B. napus (039342) (Kolattukudy, 1971. “Enzymatic synthesis of fatty alcohols in Brassica oleracea”. “Archives of Biochemistry and Biophysics”, 142(2), 701 -709); Clostridium butyricum (Day et al., 1978). “Partial purification and properties of acyl-CoA reductase from Clostridium butyricum, Archives of Biochemistry and Biophysics”, 190(1), 322-331; Anas. platyrhynchos (Ishige, T.; Tani, A.; Takabe, K.; Kawasaki, K.; Sakai, Y.; Kato, N. “Wax Ester Production from n-Alkanes by Acinetobacter sp. Strain M-1 : Ultrastructure of Cellular Inclusions and Role of Acyl Coenzyme A Reductase. Appl Environ Microbiol 2002, 68, 1 192-1 195); .Arabidopsis thaliana (Doan, T. T. P.; Carlsson, A. S.; Hamberg, M.; Billow, L.; Stymne, S.; Olsson,[00326] Other candidates among the long-chain fatty acyl-CoA reductase in EC 1.2.1.50 for the conversion of pimeloyl-CoA to pyelic acid semialdehyde include, but are not limited to, reductases obtained from the following organisms: Pisum sativum ( Vioque et al., 1997. Resolution and purification of an aldenyde-generating and an alcohol- generating fatty acyl-CoA reductase from Pea leaves (Pisum sativum L.), Archives of Biochemistry and Biophysics, 340 (1), 64-72) ; Vibrio fischeri (P12748) (Boylan et al., 1985). Functional identification of fatty acid reductase components, encoded in the luminescence operon of Vibrio fischeri, “Journal of Bacteriology”, 163 (3), 1186-1 190; Brassica oleracea and B. napus (039342) (Kolattukudy, 1971. "Enzymatic synthesis of fatty alcohols in Brassica oleracea". "Archives of Biochemistry and Biophysics", 142 (2), 701 -709); Clostridium butyricum (Day et al., 1978). “Partial purification and properties of acyl-CoA reductase from Clostridium butyricum, Archives of Biochemistry and Biophysics”, 190 (1), 322-331; Anas. platyrhynchos (Ishige, T .; Tani, A .; Takabe, K .; Kawasaki, K .; Sakai, Y .; Kato, N. “Wax Ester Production from n-Alkanes by Acinetobacter sp. Strain M-1: Ultrastructure of Cellular Inclusions and Role of Acyl Coenzyme A Reductase, Appl Environ Microbiol 2002, 68, 1 192-1 195); . Arabidopsis thaliana (Doan, T. T. P .; Carlsson, A. S .; Hamberg, M .; Billow, L .; Stymne, S .; Olsson,

“P. Functional expression of five Arabidopsis fatty acyl-CoA reductase genes in Escherichia coli”. Journal of plant physiology 2009, 166, 787-796; Hooks, M. A.; Kellas, F.; Graham, I. A. “Long-chain acyl-CoA oxidases of Arabidopsis”. Plant J. 1999, 20, 1-13); Homo sapiens, R. P.; Wang, Y.; Mohsen, A.-W.; He, M.; Vockley, J.; Kim, J.-J. P. “Structural basis for substrate fatty acyl chain specificity: crystal structure of human very-long-chain acyl-CoA”."P. Functional expression of five Arabidopsis fatty acyl-CoA reductase genes in Escherichia coli ”. Journal of plant physiology 2009, 166, 787-796; Hooks, M. A .; Kellas, F .; Graham, IA "Long-chain acyl-CoA oxidases of Arabidopsis". Plant J. 1999, 20, 1-13); Homo sapiens, R. P .; Wang, Y .; Mohsen, A.-W .; He, M .; Vockley, J .; Kim, J.-J. P. "Structural basis for substrate fatty acyl chain specificity: crystal structure of human very-long-chain acyl-CoA".

[00327] A partir destas desidrogenases formadoras de aldeídos em EC 1.2.1.50 descritas acima, LuxC, a cil-CoA reductase específica de NADPH obtida de Photobacterium phosphoreum (número de acesso BAF92773.1) foi escolhida como um exemplo para demonstrar a formação de semialdeído de ácido pimélico a partir de pimeloil-CoA. Outras desidrogenases de interesse são encontradas em EC.1.2.1.76 e EC 1.2.1.10. Por exemplo, Clostridium kluyvery DSM555 tem uma desidrogenase de semialdeído succinato dependente de CoA (SucD, EC 1.2.1.76 número de acesso AAA92347), bem como 2 outras aldeído- desidrogenases (número de acesso EDK 34221.1) e uma acetaldeído-desidrogenase (EC 1.2.1.10, número de acesso EDK33116) que pode ser utilizada para converter pimloil-CoA em semialdeído de ácido pimélico. Uma enzima adicional em EC[00327] From these aldehyde-forming dehydrogenases in EC 1.2.1.50 described above, LuxC, the NADPH-specific cil-CoA reductase obtained from Photobacterium phosphoreum (accession number BAF92773.1) was chosen as an example to demonstrate the formation of semialdehyde of pyelic acid from pimeloyl-CoA. Other dehydrogenases of interest are found in EC.1.2.1.76 and EC 1.2.1.10. For example, Clostridium kluyvery DSM555 has a CoA-dependent semialdehyde succinate dehydrogenase (SucD, EC 1.2.1.76 accession number AAA92347), as well as 2 other aldehyde-dehydrogenases (accession number EDK 34221.1) and an acetaldehyde-dehydrogenase (EC 1.2 .1.10, accession number EDK33116) that can be used to convert pimloyl-CoA to pyelic acid semialdehyde. An additional enzyme in EC

1.2.1.10, PduB, uma propionaldeído desidrogenase dependente de CoA obtida de Propionibacterium freudenreichii subespécie Shermanii (número de acesso D7GD28) foi selecionada.1.2.1.10, PduB, a CoA-dependent propionaldehyde dehydrogenase obtained from Propionibacterium freudenreichii subspecies Shermanii (accession number D7GD28) was selected.

[00328] Estas 5 enzimas selecionadas foram clonadas no vetor pET151/Topo e expressas em E. coli BL21 (DE3) ou Rosetta2 (DE3) usando técnicas padrões. A atividade foi confirmada através do monitoramento da reação em 340 nm quanto ao desaparecimento de NADH ou NADPH com acetil-CoA como substrato, bem como com hexanoil-CoA. A enzima SucD de Clostridium kluyveri foi obtida na fração insolúvel e a atividade não pode se detectada na fração solúvel, uma vez que a quebra da suspensão celular de Clostridium kluyveri foi utilizada na análise subsequente da biotransformação.[00328] These 5 selected enzymes were cloned into the vector pET151 / Topo and expressed in E. coli BL21 (DE3) or Rosetta2 (DE3) using standard techniques. The activity was confirmed by monitoring the reaction at 340 nm for the disappearance of NADH or NADPH with acetyl-CoA as a substrate, as well as with hexanoyl-CoA. The enzyme SucD of Clostridium kluyveri was obtained in the insoluble fraction and the activity cannot be detected in the soluble fraction, since the breaking of the cell suspension of Clostridium kluyveri was used in the subsequent analysis of biotransformation.

[00329] A biotransformação para avaliação quanto atividade das enzimas com pimeloil-CoA com enzimas purificadas (colunas Histrap) produzidas em E. coli foram realizadas sob condições aeróbicas. Um volume total de reação de 250 UuL feito de DTT (5 mM), MgsSO4 (5 mM), NADH (1,2 mM), adipoil-CoA ou pimeloil- CoA (1 mM) em tampão Tris (50 mM, pH 7,5) foi preparada em uma placa com 96 poços. A reação foi iniciada através da adição de 10 a 15 ul da fração solúvel das proteínas preparadas em E. coli. Cada reação foi feita em triplicata. Um “tampão controle” foi preparado através da reposição da preparação enzimática com Tris (50 mM, pH 7,5). Este controle foi preparado em triplicata. Uma “enzima controle” foi preparada usando a mistura descrita acima, mas substituindo o hexanoil-Coa com água para cada preparação enzimática. Este controle foi feito em duplicata.[00329] Biotransformation to evaluate the activity of enzymes with pimeloyl-CoA with purified enzymes (Histrap columns) produced in E. coli were performed under aerobic conditions. A total reaction volume of 250 UuL made of DTT (5 mM), MgsSO4 (5 mM), NADH (1.2 mM), adipoyl-CoA or pimeloyl-CoA (1 mM) in Tris buffer (50 mM, pH 7 , 5) was prepared in a 96 well plate. The reaction was initiated by adding 10 to 15 ul of the soluble fraction of the proteins prepared in E. coli. Each reaction was done in triplicate. A “control buffer” was prepared by replacing the enzyme preparation with Tris (50 mM, pH 7.5). This control was prepared in triplicate. A "control enzyme" was prepared using the mixture described above, but replacing hexanoyl-Coa with water for each enzyme preparation. This control was done in duplicate.

[00330] Todas as misturas (“Análise”, “tampão controle”, “enzima controle” foram preparados em paralelo e foram incubados em uma placa com 96 poços durante a noite a 37ºC ou a 32ºC sob agitação de 200 rpm antes de ser giradas para baixo (“spinned down”). Os sobrenadantes foram adicionados dentro de uma placa de 96 poços com LC/MS para análise por LC/MS.[00330] All mixtures ("Analysis", "Control Buffer", "Control Enzyme") were prepared in parallel and were incubated in a 96-well plate overnight at 37ºC or 32ºC under 200 rpm shaking before being spun spinned down. Supernatants were added inside a 96 well plate with LC / MS for LC / MS analysis.

[00331] As biotransformações pa aavaliação quanto a redução de pimeloil-CoA em semialdeído de ácido pimélico usando frações de enzima de Clostridium kluyveri, foram realizadas como a seguir: Cultura de Clostridunm kKkluyveri e preparação da fração enzimática:[00331] Biotransformations for the evaluation regarding the reduction of pimeloyl-CoA in semialdehyde of pyelic acid using fractions of Clostridium kluyveri enzyme, were carried out as follows: Culture of Clostridunm kKkluyveri and preparation of the enzymatic fraction:

[00332] 2 cepas de C. kluyveri (DSM555 e DSM563) foram crescidas em frasco em etanol (20 mL/L de cultura) e succinato (5 g9/L) em 40 mL de meio DSM-52 modificado contendo: K2HPO4 (0,31 g9g/L),KH2PO4 (0,23 g/L), NH4Cl (0,25 9/L), MgSO04x7H20 (0,20 g/L), 70 mg/L de ZnCl2; 100 mg/L de MnCl2x4H20; 6 mg/L de H3BO3; 190 mg/L de Cocl2x6H20; 2 mg/L Cucl2x2H20; 24 mg/L de NiCl2x6H20; 36 mg/L de Na2MoO4x2H20), solução de selenita-tungstato (1 mL) (0,5 g g/L de NaOH, 3 mg/L de Na2SeO3x5H20; 4 mg/L de Na2WO0O4x2H20), extrato de levedura (1 g/L), resazurin 90,5 g9/L), NaHCO3 (2,5 9//L), sete soluções de vitamina (1 mL) (100 mg/L vitamina Bl2; 80 mg/L de ácido p-aminoenzóico; 20 mg/L de D(+)-biotina; 200 mg/L de ácido nicotínico; 100 mg/L de pantotenato de cálcio; 300 mg/L de hidrocloreto de piridoxina; 200 mg/L de tiamina- HClx2H20); cisteína-HClxH20 (0,25 g/L), Na2Sx9H20 (0,25 g/L). O meio foi preparado estritamente anaeróbico.[00332] 2 strains of C. kluyveri (DSM555 and DSM563) were grown in flask in ethanol (20 mL / L of culture) and succinate (5 g9 / L) in 40 mL of modified DSM-52 medium containing: K2HPO4 (0 , 31 g9g / L), KH2PO4 (0.23 g / L), NH4Cl (0.25 9 / L), MgSO04x7H20 (0.20 g / L), 70 mg / L of ZnCl2; 100 mg / L of MnCl2x4H20; 6 mg / L of H3BO3; 190 mg / L of Cocl2x6H20; 2 mg / L Cucl2x2H20; 24 mg / L of NiCl2x6H20; 36 mg / L Na2MoO4x2H20), selenite-tungstate solution (1 mL) (0.5 gg / L NaOH, 3 mg / L Na2SeO3x5H20; 4 mg / L Na2WO0O4x2H20), yeast extract (1 g / L ), resazurin 90.5 g9 / L), NaHCO3 (2.5 9 // L), seven vitamin solutions (1 mL) (100 mg / L vitamin Bl2; 80 mg / L p-aminoenoic acid; 20 mg / L of D (+) - biotin; 200 mg / L of nicotinic acid; 100 mg / L of calcium pantothenate; 300 mg / L of pyridoxine hydrochloride; 200 mg / L of thiamine-HClx2H20); cysteine-HClxH20 (0.25 g / L), Na2Sx9H20 (0.25 g / L). The medium was prepared strictly anaerobic.

[00333] Após 4-5 dias de crescimento a 30ºC, a cultura foi colhida e as pelotas pesadas. A pelota foi lisada usando o reagente de extração de levedura Y-perO diretamente durante 1 hora com gás N,. Todos os procedimentos foram realizados em uma cabine anaeróbica. A fração solúvel obtida a partir das culturas de C. kluyveri foi utilizada nas reações exemplificativas.[00333] After 4-5 days of growth at 30ºC, the culture was harvested and the pellets weighed. The pellet was lysed using the yeast extraction reagent Y-perO directly for 1 hour with N, gas. All procedures were performed in an anaerobic cabin. The soluble fraction obtained from the cultures of C. kluyveri was used in the exemplary reactions.

[00334] As reações de biotransformação com frações de enzima das cepas C. kluyveri foram realizadas em uma cabine anaeróbica como a seguir: as reações foram realizadas em tampão Tris (50 mM, pH 7,5), DTT (5mM), MgSO4 (5 a 10 mM)[00334] Biotransformation reactions with fractions of enzyme from the C. kluyveri strains were carried out in an anaerobic cabin as follows: the reactions were carried out in Tris buffer (50 mM, pH 7.5), DTT (5mM), MgSO4 ( 5 to 10 mM)

NADH (1 mM), NADPH (1 mM), coenzima adipoil-A ou coenzima pimeloil-A (0,5 a 1 mM) em um volume total de 200 UL. A reação foi iniciada pela adição de 15 UuL de da preparação enzimática (fração solúvel ou insolúvel). Estas reações foram feitas em triplicata. Um “tampão controle” foi preparado para substituição da preparação enzimática com Tris (50 mM, pH 7,5). Este controle foi preparado em triplicata. Todas as misturas (“Avaliação”, “tampão controle”) foram preparadas em paralelo e foram incubadas durante a noite a 30ºC (ou 22ºC para P. phosphoreum) sob agitação a 200 rpm antes de ser girada para baixo. Os sobrenadantes foram adicionados em uma placa de 96 poços de LC/MS para análise por LC/MS.NADH (1 mM), NADPH (1 mM), adipoyl-A coenzyme or pimeloyl-A coenzyme (0.5 to 1 mM) in a total volume of 200 UL. The reaction was initiated by the addition of 15 UuL of the enzyme preparation (soluble or insoluble fraction). These reactions were done in triplicate. A "control buffer" was prepared to replace the enzymatic preparation with Tris (50 mM, pH 7.5). This control was prepared in triplicate. All mixtures ("Evaluation", "control buffer") were prepared in parallel and were incubated overnight at 30 ° C (or 22 ° C for P. phosphoreum) with shaking at 200 rpm before being turned down. Supernatants were added to an LC / MS 96-well plate for LC / MS analysis.

[00335] A detecção de semialdeído de ácido adípico-(C6) e pimélico(C7) foi realizada usando um acoplamento Q-TOF de massa apurada com o LC infinito 1290 com um auto-amostrador HTC/HTS (Agilent). Uma coluna Synergi-2.5u FusionRP (Phenomenex, Ref: 00B-4423-BO) foi utilizado para análise. O padrão de autenticidade dos semialdeído C6- e C7- foi detectado na forma negativa usando água ultrapura suplementada com 0,1% (v/v) de ácido fórmico e acetonitrila suplementada com 5% (v/v) de água ultrapura como tampão de corrida. O método utilizado para detectar os padrões de autenticidade de semialdeído foi utilizado para analisar as reações.[00335] Detection of adipic- (C6) and pyelic acid (C7) semialdehyde was carried out using a mass-determined Q-TOF coupling with the infinite LC 1290 with an HTC / HTS (Agilent) autosampler. A Synergi-2.5u FusionRP column (Phenomenex, Ref: 00B-4423-BO) was used for analysis. The authenticity pattern of semialdehyde C6- and C7- was detected in the negative form using ultrapure water supplemented with 0.1% (v / v) formic acid and acetonitrile supplemented with 5% (v / v) ultrapure water as a buffer. running. The method used to detect semialdehyde authenticity patterns was used to analyze the reactions.

[00336] Das enzimas expressas em E. coli e obtido na fração solúvel que foram avaliadas sob condições aeróbicas, todas as enzimas mostraram atividade detectável com acetil-CoA e hexanoil-CoA como determinado espectrofotometricamente. Entretanto, apenas a desidrogenase de propionaldeído dependente de CoA obtida de Propionibacterium freudenreichii subespécie Shermanii (número de acesso D7GD28) produziu semialdeído de ácido pimélico a partir de pimeloil-CoA como determinado por LC-MS, apesar do fato de que apenas uma fração pequena da enzima foi obtida na fração solúvel. As enzimas de C. kluyveri são conhecidas por serem sensíveis ao oxigênio, de modo que a perda de atividade observada pelas 3 enzimas de C. kluyveri poderia ser devido às condições de avaliação. Assim, as frações celulares de C. Kluyveri, produzido sob condições anaeróbicas com succinato como indutor no meio, e avaliadas sob condições anaeróbicas nas cepas nativas, forma utilizadas para determinar a atividade de SucD (EC 1.2.1.76). As frações da enzima de ambas as cepas de C. kluyveri (DSM 555 e DSM563) utilizados, produziram quantidades detectáveis de semialdeído de ácido pimélico a partir de pimeloil-Coa como analisado por LC-MS.[00336] Of the enzymes expressed in E. coli and obtained in the soluble fraction that were evaluated under aerobic conditions, all enzymes showed activity detectable with acetyl-CoA and hexanoyl-CoA as determined spectrophotometrically. However, only CoA-dependent propionaldehyde dehydrogenase obtained from Propionibacterium freudenreichii subspecies Shermanii (accession number D7GD28) produced pyelic acid semialdehyde from pimeloyl-CoA as determined by LC-MS, despite the fact that only a small fraction of the enzyme was obtained in the soluble fraction. C. kluyveri enzymes are known to be sensitive to oxygen, so the loss of activity observed by the 3 C. kluyveri enzymes could be due to the evaluation conditions. Thus, the cellular fractions of C. Kluyveri, produced under anaerobic conditions with succinate as an inducer in the medium, and evaluated under anaerobic conditions in native strains, were used to determine the activity of SucD (EC 1.2.1.76). The enzyme fractions of both strains of C. kluyveri (DSM 555 and DSM563) used, produced detectable amounts of pyelic acid semialdehyde from pimeloyl-Coa as analyzed by LC-MS.

3.1.4 - Conversão de ácido pimélico em semialdeído de ácido pimélico através das reductases de ácido carboxílico (EC3.1.4 - Conversion of pyelic acid to pyelic acid semialdehyde through carboxylic acid reductases (EC

1.2.99.-):1.2.99.-):

3.1.4.1 Seleção, clonagem, e expressão das reductases de ácido carboxílico alvo.3.1.4.1 Selection, cloning, and expression of target carboxylic acid reductases.

[00337] As enzimas alvo para a redução de ácido pimélico em semialdeído de ácido pimélico foram selecionadas a partir da família das reductases de ácido carboxílico (EC 1.2.99.-, tal como EC 1.2.99.6). Em particular, a reductase de ácido carboxílico de Nocardia é uma enzima monomérica que participa de uma grande especificidade de substrato em relação aos substratos aromáticos e foi clonada e expressa com sucesso em E. coli (Nocardia sp., reductase de ácido carboxílico: clonagem, expressão e caracterização de uma nova família de oxidoreductase de aldeído: He et al., “Appl. Eniron.[00337] The target enzymes for the reduction of pyelic acid to pyelic acid semialdehyde were selected from the family of carboxylic acid reductases (EC 1.2.99.-, such as EC 1.2.99.6). In particular, Nocardia carboxylic acid reductase is a monomeric enzyme that participates in a large substrate specificity in relation to aromatic substrates and has been successfully cloned and expressed in E. coli (Nocardia sp., Carboxylic acid reductase: cloning, expression and characterization of a new aldehyde oxidoreductase family: He et al., “Appl. Eniron.

Microbiol.”, 2004, 70, 1874-1881). A enzima foi, portanto uma boa candidata para o início da classificação para monitorar a conversão de ácido pimélico em semialdeído de ácido pimélico.Microbiol. ”, 2004, 70, 1874-1881). The enzyme was therefore a good candidate for the start of classification to monitor the conversion of pyelic acid to pyelic acid semialdehyde.

[00338] O gene da reductase de ácido carboxílico Nocardia Sp. (CAR) (GeneBank AY495695) foi expresso em E. coli BL21 junto com a transferase de fosfopanteteína de MNocardia (PPTase) e utilizada como um extrato livre de célula seguido pela lise celular e centrifugação para remover a fração insolúvel. (Ver Venkitasubramanian, P.; Daniels, L.; Rosazza, J.P.N. Redução de ácidos carboxílicos em oxidoredutase de aldeído por Nocardia requerer uma enzima fosfopanteteinilada. “J. Biol. Chem.”, 2007, 282, 478-485).[00338] The Nocardia Sp. (CAR) carboxylic acid reductase gene (GeneBank AY495695) was expressed in E. coli BL21 along with MNocardia phospopanthete transferase (PPTase) and used as a cell-free extract followed by cell lysis and centrifugation to remove the insoluble fraction. (See Venkitasubramanian, P .; Daniels, L .; Rosazza, J.P.N. Reduction of carboxylic acids in aldehyde oxidoreductase by Nocardia requiring a phospopanteteinylated enzyme. “J. Biol. Chem.”, 2007, 282, 478-485).

[00339] O estudo da expressão foi então iniciado usando condições padrão (1 mM IPTG, 37ºC temperaturas de pré- e pós- indução) e foi expresso em E. coli sob indução IPTG de acordo com o protocolo previamente reportado, e escalonada para produzir proteína suficiente para a análise de atividade.[00339] The expression study was then started using standard conditions (1 mM IPTG, 37ºC pre- and post-induction temperatures) and was expressed in E. coli under IPTG induction according to the previously reported protocol, and scaled to produce enough protein for activity analysis.

3.1.4.3 - Avaliação da atividade:3.1.4.3 - Evaluation of the activity:

[00340] A avaliação da atividade foi com base na detecção espectrofotométrica da atividade CAr em relação ao benzoato de sódio como o controle positivo e pimelato de sódio. As condições para a avaliação foram tomadas de “Applied and Environmental Microbiology”, 2004, 70, p1874-1881.[00340] The evaluation of activity was based on the spectrophotometric detection of CAr activity in relation to sodium benzoate as the positive control and sodium pimelate. The conditions for the evaluation were taken from “Applied and Environmental Microbiology”, 2004, 70, p1874-1881.

[00341] Cada avaliação compreendendo a concentração final de 50 mM do substrato (100 UL), 100 mM de cloreto de magnésio (100 ul), 50 mM de ácido tri-hidroclórico, 1 mM de ácido etileno diaminotetraácetico, 1 mM de ditiotreitol adicionado junto com uma solução estoque (200 ul), 10 mM adenosina tri- fosfato (100 ul), 1,5 mM de hidrato de fosfato nicotinamida- dinucleotídeo (reduzido) (100 1ul) e o biocatalisador, que foi carregado como extrato livre de célula para resultar em uma concentração final de 4,3 g/L, todo o equivalente celular. As reações foram realizadas em temperatura ambiente (-20ºC) em uma cuba de 2 mL a pH 7,5. Cada avaliação foi carregado primeiro com cloreto de magnésio (100 ul), 50 mM de ácido tris-hidroclórico, 1 mM de ácido etileno diaminotetracético, 1 mM de ditiotreitol (200 Uul), 10 mM de adenosina tri-fosfato (100 ul) e 1,5 mM de hidrato de fosfato de nicotinamida- dinucleotídeo (reduzido (100 ul) e medidas de absorbância registradas em trinta segundos (30 s) de intervalo do tempo zero (Os) até 2 minutos (120 s). O biocatalisador foi então carergadoe a absorbância registrada em trinta segundos (30 s) de intervalo a partir do tempo zero (Os) para dois minutos (120 s). Por último, o substrato foi carregado e a absorbância registrada em um intervalo de tempo de trinta segundos (30 s) a partir do tempo zero (Os) para três minutos (180 s). IA análise a seguir|substrato| Bioca- Comentário foi realizada: talisador Experimento ID KG1112-021-20-CAR-| Benzoato rCAR Controle positivo 1SB de sódio KG1112-021-20-CAR-| Ácido rCAR 2PA pimélico KG1112-021-20-CAR-| Ácido rCAR 3AA adípico KG1112-021-20-W- | Benzoato água Controle negativo usando 1SB de sódio água KG1112-021-37- Benzoato BL21 Controle negativo usando BL21-1SB de sódio células hospedeiras com vetor vazio KG1112-021-37- Ácido BL21 Controle negativo usando BL21-2PA pimélico células hospedeiras com vetor vazio KG1112-021-37- Ácido BL21 Controle negativo usando BL21-3AA adípico células hospedeiras com vetor vazio[00341] Each evaluation comprising the final concentration of 50 mM of the substrate (100 UL), 100 mM of magnesium chloride (100 µl), 50 mM of trihydrochloric acid, 1 mM of ethylene diaminetetraacetic acid, 1 mM of added dithiothreitol together with a stock solution (200 ul), 10 mM adenosine triphosphate (100 ul), 1.5 mM nicotinamide-dinucleotide hydrate (reduced) (100 1ul) and the biocatalyst, which was loaded as a free extract cell to result in a final concentration of 4.3 g / L, the entire cell equivalent. The reactions were carried out at room temperature (-20ºC) in a 2 mL vat at pH 7.5. Each evaluation was first loaded with magnesium chloride (100 µl), 50 mM tris hydrochloric acid, 1 mM ethylene diaminetetraacetic acid, 1 mM dithiothreitol (200 µl), 10 mM adenosine tri-phosphate (100 µl) and 1.5 mM nicotinamide-dinucleotide phosphate hydrate (reduced (100 μl) and absorbance measurements recorded in thirty seconds (30 s) from zero time interval (Os) to 2 minutes (120 s). The biocatalyst was then carergadoe and the absorbance recorded in thirty seconds (30 s) interval from time zero (Os) to two minutes (120 s) .Finally, the substrate was loaded and the absorbance recorded in a time interval of thirty seconds (30 s) from time zero (Os) to three minutes (180 s) IA the following analysis | substrate | Bioca- Comment was made: talisador Experiment ID KG1112-021-20-CAR- | Benzoate rCAR Positive control 1SB sodium KG1112-021-20-CAR- | Pyramid 2PA rCAR acid KG1112-021-20-CAR- | Adipic rCAR 3AA acid KG1112-021-2 0-W- | Benzoate water Negative control using 1SB sodium water KG1112-021-37- Benzoate BL21 Negative control using BL21-1SB sodium host cells with empty vector KG1112-021-37- Acid BL21 Negative control using BL21-2PA pyelic host cells with empty vector KG1112-021-37- BL21 acid Negative control using adipic BL21-3AA host cells with empty vector

[00342] Resultados a partir da avaliação da reductase de ácido carboxílico:[00342] Results from the evaluation of the carboxylic acid reductase:

[00343] Os resultados da avaliação espectrofotométrica medindo o consumo de NADPH em relação ao tempo para cada uma das avaliações acima é dado na figura 13. Quando corrigido para a taxa antecedente de consumo de NADPH (experimentos controle negativo usando o substrato e o biocatalisador que guardou o vetor vazio, tabela 2), é claro que ambos, o ácido adípico e o ácido pimélico é reduzido em uma taxa maior que O substrato modelo, benzoato. Assim, foi demonstrado com sucesso que a enzima reductase de ácido carboxílico tem NADHP consumido e teve atividade em relação ao benzoato de sódio, ácido adípico e ácido pimélico.[00343] The results of the spectrophotometric evaluation measuring the consumption of NADPH in relation to time for each of the above evaluations is given in figure 13. When corrected for the previous rate of consumption of NADPH (negative control experiments using the substrate and the biocatalyst that kept the empty vector, table 2), it is clear that both adipic acid and pyelic acid are reduced at a higher rate than the model substrate, benzoate. Thus, it was successfully demonstrated that the enzyme carboxylic acid reductase has consumed NADHP and had activity in relation to sodium benzoate, adipic acid and pyelic acid.

Tabela 2 Consumo de NADPH| Consumo de NADPH esmo antecedente)Table 2 Consumption of NADPH | Previous NADPH consumption)

[00344] Assim, CAR obtido de Nocardia catalisou a redução de ácido pimélico em semialdeído de ácido pimélico com > 100% de atividade para o ácido benzoico. Outras enzimas apropriadas para a redução de ácido pimélico a partir de EC 1.2.99.6 incluem, por exemplo, que o Streptomyces griséus (Suzuki et al., 2007, Grit e GriD constitui uma reductase de ácido carboxílico envolvida na biossíntese de grixazona em Streptomyces griséus. “J. antibiot.” (Tokyo), Jun; 60(6):380- 7). Em adição, ThnG, uma desidrogenase de aldeído não acilante em espécies Sphingomonas e Cupriavidus, convertem semialdeído de ácido pimélico em ácido pimélico durante a degradação e tetralina (Ver, figura 8) e pode ser reversível.[00344] Thus, CAR obtained from Nocardia catalyzed the reduction of pyelic acid in pyelic acid semialdehyde with> 100% activity for benzoic acid. Other enzymes appropriate for the reduction of pyelic acid from EC 1.2.99.6 include, for example, that Streptomyces griséus (Suzuki et al., 2007, Grit and GriD is a carboxylic acid reductase involved in the biosynthesis of grixazone in Streptomyces griséus . "J. antibiot." (Tokyo), Jun; 60 (6): 380-7). In addition, ThnG, a non-acylating aldehyde dehydrogenase in Sphingomonas and Cupriavidus species, converts pyelic acid semialdehyde to pyelic acid during degradation and tetralin (See, figure 8) and can be reversible.

3.1.5 - Conversão de pimeloil-CoA e/ou pimeloil-[acp] em ácido pimélico por hidrolases tioéster (EC 3.1.2.-), pimeloil-Coa ligases (EC 6.2.1.-) ou CoA-transferases, (EC3.1.5 - Conversion of pimeloyl-CoA and / or pimeloyl- [acp] into pyelic acid by thioester hydrolases (EC 3.1.2.-), pimeloyl-Coa ligases (EC 6.2.1.-) or CoA-transferases, ( EC

2.8.3.-):2.8.3.-):

[00345] Enzimas que são capazes de catalisar a hidrólise ou transferência de CoASH ou acil [acp-veículo-proteína] tioésteres incluem hidrolases tioésteres a partir de EC[00345] Enzymes that are able to catalyze the hydrolysis or transfer of CoASH or acyl [acp-vehicle-protein] thioesters include thioester hydrolases from EC

3.2.1.-, tal como EC 3.1.2.2, EC 3.1.2.14, EC 3.1.2.18;3.2.1.-, such as EC 3.1.2.2, EC 3.1.2.14, EC 3.1.2.18;

3.1.2.19, 3.1.2.20 EC 3.1.2.21, ligases ácido-tiol de EC3.1.2.19, 3.1.2.20 EC 3.1.2.21, acid-thiol ligases of EC

6.2.1.-, tal como EC 6.2.1.3, EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14, EC6.2.1.-, such as EC 6.2.1.3, EC 6.2.1.5; EC 6.2.1.14, EC

6.2.1.20; EC 6.2.1.23 e CoA-transferases de EC 2.8.3.-, tal como EC 2.8.3.12 e EC 2.8.3.13 ou o produto de gene de ThnH que catalisa a transferência reversível de CoA em ácido pimélico (Aroa López-Sánchez, Belén Floriano, Eloisa Andújar, Maria José Hernáez, e Eduardo Santero, 2010 - “Tetralin- Induced and ThnR-Regulated Aldehyde Dehydrogenase and BE- Oxidation Genes in Sphingomonas macrogolitabida Strain TFA. Appl. Environ Microbiol. 76: 110-1 18). Entre estas três famílias, tioesterases apresentam as melhores candidatas para a hidrólise de pimeloil-CoA devido ao grande número de enzimas “caracterizadas e sua ampla especificidade de substrato em termos de comprimento de cadeia (C-3 a C-26) e em termos de grupos funcionais (substrato Dicarboxilil-CoA).6.2.1.20; EC 6.2.1.23 and CoA-transferases from EC 2.8.3.-, such as EC 2.8.3.12 and EC 2.8.3.13 or the ThnH gene product that catalyzes the reversible transfer of CoA in pyelic acid (Aroa López-Sánchez, Belén Floriano, Eloisa Andújar, Maria José Hernáez, and Eduardo Santero, 2010 - “Tetralin- Induced and ThnR-Regulated Aldehyde Dehydrogenase and BE- Oxidation Genes in Sphingomonas macrogolitabida Strain TFA. Appl. Environ Microbiol. 76: 110-1 18). Among these three families, thioesterases present the best candidates for the hydrolysis of pimeloyl-CoA due to the large number of “characterized” enzymes and their broad substrate specificity in terms of chain length (C-3 to C-26) and in terms of functional groups (Dicarboxylyl-CoA substrate).

3.1.5.1 - ácido-tiol ligases (EC 6.2.1.-) e CoA-transferases (EC 2.8.3.-):3.1.5.1 - acid-thiol ligases (EC 6.2.1.-) and CoA-transferases (EC 2.8.3.-):

[00346] Ácido-tiol ligases catalisam a formação de ligações carbono-enxofre com hidrólise concomitante de trifosfato de adenosina (ATP). As CoA-ligases não foram testadas vigorosamente ou sistematicamente quanto a reversabilidade. Nenhuma estrutura de cristal está disponível, de modo que a estrutura sítio-ativa não é conhecida. Portanto, não é claro se AMP, pirofosfato ou íons de magnésio seriam necessários para a reação reversa, e a análise in vitro deveria ser feita na presença e ausência de combinações destes cofatores. É claro, o objetivo final é obter a reação reversa em todas as células, e isto pode ser mais desafiador. As últimas reações na rota serão, é claro, retirar o equilíbrio na direção tiolítica. No entanto, isto pode ser uma reação difícil para reverter porque a hidrólise de ATP e a hidrolise subsequente de pirofosfato torna a reação na sequência exergônica. Portanto, é importante medir o efeito de diferentes proporções ATP:AMP sobre a reversibilidade da reação in vitro antes de tentar construir as células. Se a proporção ATP:AMP é crítica, pode ser necessário manipular a carga de energia celular para fazer a concentração intracelular de ATP baixa O suficiente para permitir que a reação reversa continue. Isto, por sua vez, pode causar dificuldades adicionais com a obtenção de boa produtividade, uma vez que ela pode ser necessária utilizar inibidores de síntese de ATP ou não acopladores para conseguir concentrações de ATP baixas o suficiente. Em princípio, nenhum destes problemas é instransponível, mas o desenvolvimento de biocatalisadores construídos pode tornar-se complicado. A hidrólise de acil- CoA iria, portanto, requerer a produção e ATP durante a reação catalisada ácido-tiol ligase que é termodinamicamente desfavorável comparada à reação reversa: o o o o don so +AMP+PP, <> hn A, + CoASH + ATP[00346] Acid-thiol ligases catalyze the formation of carbon-sulfur bonds with concomitant hydrolysis of adenosine triphosphate (ATP). CoA-ligases have not been tested vigorously or systematically for reversibility. No crystal structure is available, so the site-active structure is not known. Therefore, it is not clear whether AMP, pyrophosphate or magnesium ions would be needed for the reverse reaction, and in vitro analysis should be done in the presence and absence of combinations of these cofactors. Of course, the ultimate goal is to get the reverse reaction in every cell, and this can be more challenging. The last reactions on the route will, of course, take the balance out in the thiolitic direction. However, this can be a difficult reaction to reverse because the hydrolysis of ATP and the subsequent hydrolysis of pyrophosphate renders the reaction in the exergonic sequence. Therefore, it is important to measure the effect of different proportions ATP: AMP on the reversibility of the reaction in vitro before attempting to build the cells. If the ATP: AMP ratio is critical, it may be necessary to manipulate the cellular energy charge to make the intracellular ATP concentration low enough to allow the reverse reaction to continue. This, in turn, can cause additional difficulties with achieving good productivity, since it may be necessary to use ATP synthesis inhibitors or non-couplers to achieve low enough ATP concentrations. In principle, none of these problems are insurmountable, but the development of constructed biocatalysts can become complicated. The hydrolysis of acyl-CoA would therefore require production and ATP during the catalyzed acid-thiol ligase reaction which is thermodynamically unfavorable compared to the reverse reaction: o o o o don + AMP + PP, <> hn A, + CoASH + ATP

[00347] Entretanto, estas enzimas ainda são úteis se encontrada como reversíveis. Várias CoA-ligases são conhecidas para agir em pimeloil-Coa:[00347] However, these enzymes are still useful if found to be reversible. Several CoA-ligases are known to act on pimeloyl-Coa:

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BioWw (Uniprot:P22822) - de Lysinibacillus sphaericus (Bacillus sphaericus):BioWw (Uniprot: P22822) - from Lysinibacillus sphaericus (Bacillus sphaericus):

[00348] A sintetase de ácido pimélico-CoA (ligase 6- carboxihexanoato-CoA) foi descoberta em Bacillus sphaericus usando extratos livres de células. Ela está envolvida na rota de biossíntese de biotina. A atividade da enzima foi determinada indiretamente por uma reação conjunta com a sintetase de ácido 7-ceto-8-aminopelargônico e a análise microbiológica usando Saccharomyces cerevisiae [1]. O gene codificante da sintetase de ácido pimélico-CoA (bioW) foi identificado junto com a sintetase de ácido 7-ceto-8- aminopelargônico (BioF) através de estudos complementares de mutantes de E. coli com uma biblioteca carregando as sequencias do genoma de B&B. sphaericus (Gloeckler R., Ohsawa T., Speck D., Ledoux C., Bernard S., Zinsius M, Villeval D., Kisou T., Kamogawa K, Lemoine 7Y. (1990), “Cloning and characterization of the Bacillus sphaericus genes controlling the bioconversion of pimelate into dethiobiotin”. Gene - 87:63-70]. BioW foi super-expresso em E. coli e purificado para homogeneidade [Ploux O, Soularue P, Marquet A, Gloeckler R, Lemoine Y. (1992), “Investigation of the first step of biotin biosynthesis in Bacillus sphaericus; Purification and characterization of the pimeloyl-CoA synthase, and uptake of pimelate”. Biochem J. 287: 685-690]. A enzima foi ativa na presença de pimelato dissódico, ATP, COASH e MgCl;. Os produtos de reação foram pimeloil-Coa e AMP, nenhum ADP foi detectado. A enzima foi específica apenas para ATP e pimelato. Outros “nucleotídeos (tais como GTP, AMP) e substratos alternativos (succinato, glutarato, adipato, suberato) não foram aceitos.[00348] Pyelic acid-CoA synthase (6-carboxyhexanoate-CoA ligase) was discovered in Bacillus sphaericus using cell-free extracts. She is involved in the biotin biosynthesis route. The enzyme activity was indirectly determined by a joint reaction with 7-keto-8-aminopelargonic acid synthase and microbiological analysis using Saccharomyces cerevisiae [1]. The gene encoding pyelic acid-CoA (bioW) synthase was identified along with 7-keto-8-aminopelargonic acid (BioF) synthase through complementary studies of E. coli mutants with a library carrying the genome sequences from B&B. sphaericus (Gloeckler R., Ohsawa T., Speck D., Ledoux C., Bernard S., Zinsius M, Villeval D., Kisou T., Kamogawa K, Lemoine 7Y. (1990), “Cloning and characterization of the Bacillus sphaericus genes controlling the bioconversion of pimelate into dethiobiotin. "Gene - 87: 63-70]. BioW was overexpressed in E. coli and purified for homogeneity [Ploux O, Soularue P, Marquet A, Gloeckler R, Lemoine Y. ( 1992), "Investigation of the first step of biotin biosynthesis in Bacillus sphaericus; Purification and characterization of the pimeloyl-CoA synthase, and uptake of pimelate." Biochem J. 287: 685-690]. The enzyme was active in the presence of pimelate disodium, ATP, COASH and MgCl; reaction products were pimeloyl-Coa and AMP, no ADP was detected. The enzyme was specific only for ATP and pimelate. Other “nucleotides (such as GTP, AMP) and alternative substrates (succinate , glutarate, adipate, suberate) were not accepted.

PauA (GenBank:AJ012480.1) de Pseudomonas mendocina 35 (ECPauA (GenBank: AJ012480.1) from Pseudomonas mendocina 35 (EC

6.2.1.14):6.2.1.14):

[00349] A ligação pimeloil-Coa catabólica, pauA, está envolvida na degradação de ácidos dicarboxílicos (C6-Cl0) em Pseudomonas mendocina 35 [Binieda A., Fuhrmann M., Lehner BE. Rey-Berthod C., Frutiger-Hughes S, Hughes G, Shaw NM. (1999) “Purification, characterization, DNA sequence and cloning of a pimeloyl-CoA synthetase from Pseudomonas mendocina 35”. Biochem J. 340:793-801]. A enzima ativa os ácidos dicarboxílicos que são subsequentemente metabolizados via a rota de beta-oxidação. A enzima foi purificada para homogeneidade e a sequência de aminoácido parcial foi determinada. PauA demonstrou uma faixa muito mais ampla de substratos do que bioW, e aceitou pimelato (100% de atividade relativa), adipato (72%) e azelato (18%). A enzima estava entre uma e duas ordens de amplitude mais ativa do que bioW envolvido na rota de biossíntese de biotina. O gene pauA foi identificado e a ligase foi super-expressa com sucesso em E. coli. A ligase pauA de Pseudomonas mendiocina foi selecionada como um exemplo a partir desta classe devido à sua faixa de substrato e atividade específica (substrato preferido é oácido pimélico, Binieda et al., 1999. “Purification, characterization, DNA sequence and cloning of a pimeloyol-CoA synthetase from Pseudomonas mendocina 35”. Biochem. J. 340: 793-801). o Ho o o no Ao +COA+ATP —> nor coa + AMP + difosfato Cco2656 Cco106? Ácido pimeloil-Coa pimélico[00349] The pimeloyl-Coa catabolic bond, pauA, is involved in the degradation of dicarboxylic acids (C6-Cl0) in Pseudomonas mendocina 35 [Binieda A., Fuhrmann M., Lehner BE. Rey-Berthod C., Frutiger-Hughes S, Hughes G, Shaw NM. (1999) "Purification, characterization, DNA sequence and cloning of a pimeloyl-CoA synthetase from Pseudomonas mendocina 35". Biochem J. 340: 793-801]. The enzyme activates dicarboxylic acids which are subsequently metabolized via the beta-oxidation route. The enzyme was purified for homogeneity and the partial amino acid sequence was determined. PauA demonstrated a much wider range of substrates than bioW, and accepted pimelate (100% relative activity), adipate (72%) and azelate (18%). The enzyme was between one and two orders of amplitude more active than bioW involved in the biotin biosynthesis route. The pauA gene was identified and the ligase was successfully overexpressed in E. coli. Pseudomonas mendiocin pauA ligase was selected as an example from this class due to its substrate range and specific activity (preferred substrate is pyelic acid, Binieda et al., 1999. “Purification, characterization, DNA sequence and cloning of a pimeloyol -CoA synthetase from Pseudomonas mendocina 35 ". Biochem. J. 340: 793-801). o Ho o o no Ao + COA + ATP -> nor coa + AMP + diphosphate Cco2656 Cco106? Pimeloyl-Coa pyelic acid

[00350] Uma alternativa pode ser a pimA de Rhodopseudomonas palustres, que igualmente foi expressa em E. coli e demonstrou ter atividade ligase com uma ampla faixa de substratos (ácidos dicarboxílicos C7-Cl4), apesar do ácido pimélico não ser um substrato preferido (Harrison and Harwoo,[00350] An alternative may be the pimA of Rhodopseudomonas palustres, which was also expressed in E. coli and demonstrated to have ligase activity with a wide range of substrates (C7-Cl4 dicarboxylic acids), although pyelic acid is not a preferred substrate ( Harrison and Harwoo,

2005. O operon pimFABCDE de Rhodopseudomonas palustres media a degradação do ácido dicarboxílico e participa na degradação de benzoato anaeróbico. Microbiol. 151 :727-736). Por esta razão o gene pauA de Pseudomonas mendocina parece ser uma escolha melhor e foi escolhido para exemplificação.2005. The pimFABCDE operon of Rhodopseudomonas palustres mediates the degradation of dicarboxylic acid and participates in the degradation of anaerobic benzoate. Microbiol. 151: 727-736). For this reason the Pseudomonas mendocin pauA gene appears to be a better choice and was chosen for exemplification.

Sscs (Uniprot Q5JENT7) de thermococcus “Kkodakaraensis (ECSscs (Uniprot Q5JENT7) of thermococcus “Kkodakaraensis (EC

6.2.1.5):6.2.1.5):

[00351] A sintetase succinila-CoA de Archaea Thermococcus kodakaraensis hipertermófilo (SCStx) é uma enzima heteromérica (0B.) codificada por TKI1880 (a-subunidade) e TKO0943 (B-subunidade) . SCS catalisa a conversão reversível de succinila-Coa em succinato e Coa concomitantemente com o nível de substrato de fosforilação de ADP/GDP. SCS:«k É relativamente específico, participando de níveis relevantes de atividade para apenas uns poucos ácidos. Os níveis de atividade e parâmetros cinéticos de SCS:k, para succinato, isovalerato, e 3-metil-tiopropionato sugere o envolvimento desta enzima no catabolismo de Glu, Leu e Met. Entretanto, considerando que ACS II“, também participa de níveis altos de atividade para os dois últimos substratos, a maior regra fisiológica de SCS'., é mais próxima da geração de ATP a partir de succinila-CoA. SCS:, É uma enzima reversível e ela apresentou com adipato 59% de atividade do substrato nativo (Shikata et al., 2007. J Biol Chem, 282:26963-26970), portanto, ele parece ser uma candidata apropriada.[00351] The succinyl-CoA synthetase of Archaea Thermococcus kodakaraensis hypertermofilo (SCStx) is a heteromeric enzyme (0B.) Encoded by TKI1880 (a-subunit) and TKO0943 (B-subunit). SCS catalyzes the reversible conversion of succinyl-Coa to succinate and Coa concurrently with the level of ADP / GDP phosphorylation substrate. SCS: «k It is relatively specific, participating in relevant levels of activity for only a few acids. The activity levels and kinetic parameters of SCS: k, for succinate, isovalerate, and 3-methyl-thiopropionate suggest the involvement of this enzyme in the catabolism of Glu, Leu and Met. However, considering that ACS II “, also participates in high levels of activity for the last two substrates, the greatest physiological rule of SCS '., Is closer to the generation of ATP from succinyl-CoA. SCS :, It is a reversible enzyme and it showed 59% adipate activity of the native substrate (Shikata et al., 2007. J Biol Chem, 282: 26963-26970), therefore, it seems to be an appropriate candidate.

o o Ho + ATP + COÀ <DD> HO AA con A tostato o o cooos2 Succinila CODON suceinila-Coa Pimeloil-CoA sintetase de Bacillus megaterium:o o Ho + ATP + COÀ <DD> HO AA with Toostat o o cooos2 Succinyl CODON suceinila-Coa Pimeloil-CoA synthetase from Bacillus megaterium:

[00352] A enzima foi purificada cerca de 34 vezes com 79% de recuperação [Izumi Y., Morita, H., Tani Y., Ogata K., (1974). Sintetase pimeloil-Coa responsável pela primeira etapa na biossíntese de biotina pelo micro-organismo. “Agr. Biol. Chem.”, 38, 2257-2262]. A reação requerida pimelato, ATP, CoASH e MgCl;. A enzima foi específica em relação ao pimelato apenas, e outros ácidos dicarboxílicos não foram aceitos. Interessantemente, ATP poderia ser substituído com ADP, sugerindo que a clivagem de pirofosfato não é essencial. O aminoácido e as sequências de nucleotídeos não são conhecidos. Entretanto, três genomas completos de Bacillus megaterium foram publicados desde 1974. Portanto, uma busca BLAST para homólogos de bioW foi iniciada. Infelizmente, isto não mostrou qualquer combinação. Sintetase de pimeloil-CoA de planta de Lavandula vera L.:[00352] The enzyme has been purified about 34 times with 79% recovery [Izumi Y., Morita, H., Tani Y., Ogata K., (1974). Pimeloyl-Coa synthetase responsible for the first stage in the biotin biosynthesis by the microorganism. "Agr. Biol. Chem. ”, 38, 2257-2262]. The required reaction is pimelate, ATP, CoASH and MgCl ;. The enzyme was specific to pimelate only, and other dicarboxylic acids were not accepted. Interestingly, ATP could be replaced with ADP, suggesting that pyrophosphate cleavage is not essential. The amino acid and nucleotide sequences are not known. However, three complete genomes of Bacillus megaterium have been published since 1974. Therefore, a BLAST search for bioW counterparts has started. Unfortunately, this did not show any combination. Lavandula vera L plant pimeloyl-CoA synthesis:

[00353] A atividade de pimeloil-Coa sintetase em culturas de célula de lavanda foi descrita [6]. Apesar de o ácido [*H]- pimélico ser encontrado como um precursor para biossíntese de biotina, não existem dados disponíveis com relação à enzima ou ao gene. Sintetase de acil-Coa solúvel de planta obtido de Psium sativum L.:[00353] The activity of pimeloyl-Coa synthase in lavender cell cultures has been described [6]. Although [* H] - pimelic acid is found as a precursor for biotin biosynthesis, there are no data available regarding the enzyme or the gene. Plant soluble acyl-Coa synthetase obtained from Psium sativum L .:

[00354] A atividade foi observada na fração solúvel de extratos de proteína de ervilha [7]. A enzima requereu ATP/Mg”* e CoASH. O peso molecular da ligase foi determinado pela técnica de Western Blotting usando anticorpos policlonais contra a ligase de Lysinibacillus sphaericus. A enzima aceitou o ácido pimélico, bem como ácido azelaico, mas não ácido nonanóico. GTP poderia ser utilizado ao invés de ATP, mas nenhuma reação foi observada para ADP. O gene codificante da sintetase pimeloil-CoA solúvel não foi identificado.[00354] The activity was observed in the soluble fraction of pea protein extracts [7]. The enzyme required ATP / Mg ”* and CoASH. The molecular weight of the ligase was determined by the Western Blotting technique using polyclonal antibodies against Lysinibacillus sphaericus ligase. The enzyme accepted pyelic acid, as well as azelaic acid, but not nonanoic acid. GTP could be used instead of ATP, but no reaction was observed for ADP. The gene encoding soluble pimeloyl-CoA synthetase has not been identified.

[00355] Sintetase de acil-CoA peroxisomal da planta, obtida de Psium sativum L.:[00355] Peroxisomal acyl-CoA synthesis of the plant, obtained from Psium sativum L .:

[00356] A enzima foi localizada na fração de proteína peroxissomal [GerblingH, AxiotisS, Douce R., (1994), “A new acyl-CoA sintetase, located in higher plant cytosol”, - JJ. Plant Physiol., 143: 561-564]. O ácido pimélico foi ativado em pimeloil-CoA e, subsequentemente, degradado em acetil-Coa e malonil-CoA através da rota de beta-oxidação. A faixa de substrato desta enzima não foi testada. Foi mostrado um pH- ótimo mais alto do que o da sintetase acil-CoA solúvel a partir do mesmo organismo. Ligase dicarboxilato-CoA de Rattus norvegicus:[00356] The enzyme was located in the peroxisomal protein fraction [GerblingH, AxiotisS, Douce R., (1994), “A new acyl-CoA synthetase, located in higher plant cytosol”, - JJ. Plant Physiol., 143: 561-564]. The pyelic acid was activated in pimeloyl-CoA and subsequently degraded into acetyl-Coa and malonyl-CoA via the beta-oxidation route. The substrate range of this enzyme has not been tested. A higher optimum pH was shown than that of soluble acyl-CoA synthetase from the same organism. Rattus norvegicus dicarboxylate-CoA ligase:

[00357] Os ácidos dicarboxílicos (C5-Cl6) foram convertidos em seus ésteres Coa através de uma sintetase dicarboxílil-CoA obtida da fração de proteína microssomal de um fígado de rato [Vamecg J., de Hoffmann E., Van Hoof F., (1985). “The mirosomal dicarboxyl-CoA sintetase” - Biochem. J., 230: 683- 693]. A enzima utiliza ATP, mas não GTP. A reação é inibida por seus produtos, e AMP é mais inibitória do que pirofosfato. A enzima mostrou a maior atividade para oO substrato C12. Em algumas análises de sintetase dicarboxilil- Coa, o plateau de consumo de CoA foi seguido pela liberação de CoA. Isto é uma observação importante porque ela sugere que a reação pode ser reversível. Entretanto, esta sugestão dever ser tratada com alguma precaução, porque a amostra de proteína pode ter sido contaminada com tioesterase CoA. Embora esta enzima possa ser promissora, a busca em BLAST da sequência do genoma de R. norvegicus não revelou qualquer homólogo de bioW ou de pauA. Uma alternativa nesta busca seria a necessidade de identificar o gene, por exemplo, a purificação da enzima, sequenciamento de N-terminal, desenho do primer e amplificação por PCR.[00357] Dicarboxylic acids (C5-Cl6) were converted to their Coa esters by a dicarboxyl-CoA synthetase obtained from the microsomal protein fraction of a rat liver [Vamecg J., by Hoffmann E., Van Hoof F., (1985). “The mirosomal dicarboxyl-CoA synthetase” - Biochem. J., 230: 683-693]. The enzyme uses ATP, but not GTP. The reaction is inhibited by its products, and AMP is more inhibitory than pyrophosphate. The enzyme showed the highest activity for the C12 substrate. In some analyzes of dicarboxyl-Coa synthetase, the consumption plateau of CoA was followed by the release of CoA. This is an important observation because it suggests that the reaction may be reversible. However, this suggestion should be treated with some caution, as the protein sample may have been contaminated with CoA thioesterase. Although this enzyme can be promising, the BLAST search for the R. norvegicus genome sequence did not reveal any bioW or pauA homolog. An alternative in this search would be the need to identify the gene, for example, enzyme purification, N-terminal sequencing, primer design and PCR amplification.

Sintetase pimeloil-Coa obtida de bactéria não identificada, cepa LP-1:Pimeloyl-Coa synthetase obtained from unidentified bacteria, strain LP-1:

[00358] A atividade foi observada em meios de cultura de bactéria desnitrificador a partir de mosto enriquecido ativado para crescimento em nitrato de sódio e pimelato [Gallus C., Schink B., (1994), “Anaerobic degradation of pimelato by newly isolated denitrifying bacterial” - Microbiology, 140: 409-416]. A enzima foi ativa na presença de ATP e Mg”. O produto de reação foi AMP além de ADP. A enzima não aceitou ácido benzoico.[00358] The activity was observed in culture media of denitrifying bacteria from enriched must activated for growth in sodium nitrate and pimelate [Gallus C., Schink B., (1994), “Anaerobic degradation of pimelate by newly isolated denitrifying bacterial ”- Microbiology, 140: 409-416]. The enzyme was active in the presence of ATP and Mg ”. The reaction product was AMP in addition to ADP. The enzyme did not accept benzoic acid.

[00359] CoaA-transferases ou candidatas menos atrativas do que tioesterases, devido tanto à sua especificidade limitada de substrato ou a uma perda de caracterização de gene/proteína de modo que para o succinato de hidroximetil- glutarato CoaA-transferase (EC 2.8.3.13), apesar de mostrar atividade em relação ao derivado C-6 de pimeloil-Coa, adipil- Coa (especificidade de substrato de uma transferase de ácido dicarboxil-CoA:dicarboxílico A obtido da mitocôndria de fígado de rato: Deana et al., “Biochem. Int.”, 1992, 26: 767-773). Apenas uma transferase succinila-CoA:pimeloil-Coa foi reportada, mas o gene responsável pela atividade não está disponível e o organismo relatado não foi identificado[00359] CoaA-transferases or less attractive candidates than thioesterases, due either to their limited substrate specificity or to a loss of gene / protein characterization so that for hydroxymethylglutarate succinate CoaA-transferase (EC 2.8.3.13 ), despite showing activity in relation to the C-6 derivative of pimeloyl-Coa, adipil-Coa (substrate specificity of a dicarboxyl-CoA acid transferase: dicarboxylic A obtained from rat liver mitochondria: Deana et al., “ Biochem. Int. ”, 1992, 26: 767-773). Only one succinyl-CoA: pimeloyl-Coa transferase has been reported, but the gene responsible for the activity is not available and the reported organism has not been identified

(Gallus and Schink (1994), “Microbiol.”, 10: 409-416 “Anaerobic degradation of pimelato by newly isolated denitrifying bateria). Algumas enzimas obtidas desta família pode ainda ser utilizada, e as enzimas a seguir foram identificadas como candidatas potenciais: Clutaconato coenzima-A-Transferase (GCt) obtida de Acidamicoccus fermentans (Uniprot Q59111):(Gallus and Schink (1994), “Microbiol.”, 10: 409-416 “Anaerobic degradation of pimelato by newly isolated denitrifying battery). Some enzymes obtained from this family can still be used, and the following enzymes have been identified as potential candidates: Coenzyme-A-Transferase (GCt) clutaconate obtained from Acidamicoccus fermentans (Uniprot Q59111):

[00360] A glutaconato coenzima A-transferase (Gct) obtida de Acidamicoccus fermentans é uma enzima catalisadora da formação de (R)-2-hidroxiglutaril-Coa a partir de acetil-Coa e o ácido livre. Gct foi caracterizado como um heterooctâmero (a4B4) composto de duas subunidades diferentes (GctA, 35725 Da e GctB, 29168 Da). Ambas as subunidades GctA, e GctB foram co-rexpressas em E. coli e mostraram ser funcionais como glutaconato CoA-transferases (EC 2.8.3.13). Gct também é ativo sobre substratos insaturados e saturados, bem como substratos hidroxilados (2-hidroxiglutarato), mas não foi testada contra substratos C7 de coenzima (Mack et al., 1994, “Location of the two genes encoding glutaconato coenzyme A- transferase at the beginning of the hydroxyglutarato operon in Acidaminococcus fermentans”). “Eur. J. Biochm.”, 226:41- 51). Este mostra ser um alvo promissor, uma vez que foi possível alterar a atividade da enzima glutaconato CoA- transferase a partir de Acidamicoccus fermentans (GctA, EC2.8.3.12) (GLutaconate CoA-Transferase obtida de Acidamicoccus fermentans: Buckel et al., “Eur. J. Biochem.”, 1981; 118: 315-321) a partir de uma coA-transferase em uma CoA-esterase pela mutagênsese sítio direcionada (Mack M., Buckel W. (1997). Conversão de glutaconato CoA-transferase a partir de Acidamicoccus fermentans em uma hidrolase acil-Coa por mutagênese sítio direcionada. FEBS Let. 405:209-212). Esta enzima foi expressa com sucesso em E. coli e utilizada para biossíntese enzimática de glutaconil-CoA, 3- metilglutaconil-CoA, butinodiol-CoA, 2-hiroxiadipioil-CoA, oxalocrotonil-CoA, e muconil-CoA (Parthasarthy A., Pierik A., Kahnt 4. zelder O., Buckel W (2011), “Substrates specificity of 2-hidroxiglutaril-CoA desidratase obtida de Clostridium synbiosum: em relação produção a base de bio de ácido adípico, “Biochemistry” - 50:3540-35500). A estrutura de cristal de GctAB foi também pbulciada (Jacobte U., Mack M., Clausen T. Hubber R. Bauckel W. Messerschmidt A. (1977), O glutaconato CoA- transferase de Acidamicoccus fermentans: a estrutura de cristal revela homologia com outras CoA- transferase, “Structure” 5: 415-426. Esta transferência se liga aos ânions do terminal carboxi via várias ligações e hidrogênio em resíduos de serina, o que pode ajustar a diferentes tamanho de cadeia: o o o o o o HI6” Sicc04 * HITS o ' ? Ho" "oHs * HO Srs dos conoz4 Ccozz14 conoas Co2411[00360] Glutaconate coenzyme A-transferase (Gct) obtained from Acidamicoccus fermentans is an enzyme that catalyzes the formation of (R) -2-hydroxyglutaryl-Coa from acetyl-Coa and the free acid. Gct was characterized as a heterooctamer (a4B4) composed of two different subunits (GctA, 35725 Da and GctB, 29168 Da). Both the GctA, and GctB subunits were co-expressed in E. coli and showed to be functional as glutaconate CoA transferases (EC 2.8.3.13). Gct is also active on unsaturated and saturated substrates, as well as hydroxylated substrates (2-hydroxyglutarate), but has not been tested against C7 coenzyme substrates (Mack et al., 1994, “Location of the two genes encoding glutaconate coenzyme A-transferase at the beginning of the hydroxyglutarate operon in Acidaminococcus fermentans ”). “Eur. J. Biochm. ”, 226: 41-51). This shows to be a promising target, since it was possible to alter the activity of the enzyme glutaconate CoA transferase from Acidamicoccus fermentans (GctA, EC2.8.3.12) (GLutaconate CoA-Transferase obtained from Acidamicoccus fermentans: Buckel et al., “Eur. J. Biochem.”, 1981; 118: 315-321) from a coA-transferase in a CoA-esterase by site-directed mutagenesis (Mack M., Buckel W. (1997). Conversion of CoA-glutaconate transferase from Acidamicoccus fermentans in an acyl-Coa hydrolase by site-directed mutagenesis (FEBS Let. 405: 209-212). This enzyme was successfully expressed in E. coli and used for enzymatic biosynthesis of glutaconyl-CoA, 3-methylglutaconyl-CoA, butynediol-CoA, 2-hyoxiadipioil-CoA, oxalocrotonil-CoA, and muconyl-CoA (Parthasarthy A., Pierik A., Kahnt 4. zelder O., Buckel W (2011), “Substrates specificity of 2-hydroxyglutyl-CoA dehydratase obtained from Clostridium synbiosum: in relation to production based on adipic acid bio,“ Biochemistry ”- 50: 3540- 35500). The crystal structure of GctAB was also pbulciated (Jacobte U., Mack M., Clausen T. Hubber R. Bauckel W. Messerschmidt A. (1977), Glutaconate CoA-transferase from Acidamicoccus fermentans: the crystal structure reveals homology with other CoA-transferase, “Structure” 5: 415-426 This transfer binds to the anions of the carboxy terminal via various bonds and hydrogen in serine residues, which can adjust to different chain sizes: oooooo HI6 ”Sicc04 * HITS o '? Ho "" oHs * HO Srs of conoz4 Ccozz14 conoas Co2411

[00361] Outras CoaA-transferases apropriadas incluem CoA- transferases a partir de Rattus norvegious (Succinata- hidroximetil-glutarato CoA-transferase - EC 2.8.3.13), uma vez que ele aceita adipil-CoA como substrato, com uma afinidade mais alta do que a observada para Oo succinila-Coa, malonil-CoA, glutaril-CoA (especificidade de substrato de um dicarboxil-CoA:ácido dicarboxílico coenzima A-transferase a partir da mitocôndria de ratos (Deana Biochem Int.”, 1992, 26: 767-773). Similarmente, o acetil-CoA-:5-hidroxipentanoato CoA-transferase obtido de Clostridium aminovalericum (EC[00361] Other appropriate CoaA-transferases include CoA-transferases from Rattus norvegious (Succinata-hydroxymethyl-glutarate CoA-transferase - EC 2.8.3.13), since it accepts adipyl-CoA as a substrate, with a higher affinity than than that observed for Oo succinyl-Coa, malonyl-CoA, glutaryl-CoA (substrate specificity of a dicarboxyl-CoA: dicarboxylic acid coenzyme A-transferase from rat mitochondria (Deana Biochem Int. ”, 1992, 26: 767 -773). Similarly, acetyl-CoA-: 5-hydroxypentanoate CoA-transferase obtained from Clostridium aminovalericum (EC

2.8.3.14) não foi testado para atividade em relação ao substrato C7, mas não mostrou atividade em relação aos substratos C3-C5 e específico para substratos saturados (Eikmanns and Buckle, 1990, “Properties of 5-hydroxyvalerato CoA-transferase from Clostridum aminovalericum”, - Biol. Chem., 371: 1077-1080). Os gene responsáveis por esta atividade foram listados.2.8.3.14) was not tested for activity in relation to C7 substrate, but did not show activity in relation to C3-C5 substrates and specific for saturated substrates (Eikmanns and Buckle, 1990, “Properties of 5-hydroxyvalerate CoA-transferase from Clostridum aminovalericum ", - Biol. Chem., 371: 1077-1080). The genes responsible for this activity have been listed.

o o x o Hi67S-200A : tomou S > HOMCCHIZ * nom A s-cos conc24 CoZ804 Ccon033 co3s237o o x o Hi67S-200A: took S> HOMCCHIZ * nom A s-cos conc24 CoZ804 Ccon033 co3s237

[00362] Exemplificação de hidrólise reversível de pimeloil- CoA em ácido pimélico por ligases ácido-tiol e Coa- transferases:[00362] Exemplification of reversible hydrolysis of pimeloyl-CoA in pyelic acid by acid-thiol ligases and Co-transferases:

[00363] As enzimas abaixo foram selecionadas a partir da lista acima, são selecionadas como exemplos: Organismo fonte| Síntese de Nome da proteína UniProt gene = Código de Número de acesso referência Thermococcus |BDIGENEO0O041 Subunidade grande de Q5JENT kodakaraensis succinila-CoA sintetase EC 6.2.1.5 BDIGENEO0042 Subunidade beta de Q5JIA9 acetil-CoA sintetase II Acidaminococcus| BDIGENE0043 Subunidade de 059111 fermentas Glutaconato CoA- Ec 2.8.3.12 transferase A (GctA) BDIGENEO0044 Subunidade de Q59112 Glutaconato CoA- transferase B (GctB) Pseudomonas BDIGENEOO045 | Pimeloil-CoA sintetase Q9ZER2 mendocina EC (pauA)[00363] The enzymes below were selected from the list above, are selected as examples: Source organism | Synthesis of Protein Name UniProt gene = Reference accession code Thermococcus | BDIGENEO0O041 Large subunit of Q5JENT kodakaraensis succinila-CoA synthase EC 6.2.1.5 BDIGENEO0042 Beta subunit of Q5JIA9 acetyl-CoA synthetase II Acidaminococcus | BDIGENE0043 Subunit of 059111 fermenters Glutaconate CoA-Ec 2.8.3.12 transferase A (GctA) BDIGENEO0044 Subunit of Q59112 Glutaconate CoA-transferase B (GctB) Pseudomonas BDIGENEOO045 | Pimeloyl-CoA synthase Q9ZER2 mendocin EC (pauA)

6.2.1.146.2.1.14

[00364] Os genes foram otimizados no códon para E. coli e expressos em BL21 (DE3) como previamente reportado (Binieda et al., (1999) “Biochem. J.”, 240: 793-801; Shikata et al., (2007). Um nova sintetase succinila-CoA formadora de ADP em Thermococcus kadakaraensis estruturalmente relacionados ao nucleosídeo — archaeal acetil-CoA sintetase formador de difosfato. “J. Biol. Chem.”, 282:26963-26970). A proteína His- alvo foram purificadas em 1 ml de colunas Histrap. A enzima obtida de Pseudomonas mendocina foi completamente insolúvel e apenas quantidades traços puderam ser redobradas, assim apenas as enzimas obtidas de Acidaminococcus &E Thermococcus foram utilizadas na avaliação da atividade com seus substratos nativos. A atividade para ambas as enzimas foi confirmada usando avaliação colorimétrica monitorando a formação de ésteres de CoA de seus substratos naturais, (E)- glutaconato e succinato, através da medida de absorbância em 520 nm e 405 nm, respectivamente.[00364] The genes were optimized at the codon for E. coli and expressed in BL21 (DE3) as previously reported (Binieda et al., (1999) “Biochem. J.”, 240: 793-801; Shikata et al., (2007) A new ADP-forming succinyl-CoA synthetase in Thermococcus kadakaraensis structurally related to the nucleoside - archaeal acetyl-CoA diphosphate-forming synthetase. “J. Biol. Chem.”, 282: 26963-26970). His-target protein was purified on 1 ml of Histrap columns. The enzyme obtained from Pseudomonas mendocina was completely insoluble and only trace amounts could be doubled, so only the enzymes obtained from Acidaminococcus & E Thermococcus were used to evaluate the activity with its native substrates. The activity for both enzymes was confirmed using colorimetric evaluation monitoring the formation of CoA esters from their natural substrates, (E) - glutaconate and succinate, by measuring absorbance at 520 nm and 405 nm, respectively.

[00365] As reações de biotransformação para avaliação do desaparecimento de Adipoil-CoA e pimeloil-coa e formação e ácido adípico ou ácido pimélico foi realizada em reações de 1 ml através da adição de 30ul da solução de proteína para 300 ml da mistura de reação que continha (por ml) nas misturas de reação, como descrito abaixo: [CC GFroteina — [13/11[01/02]05 [03/00] 01/02] 05] Adicionar volume do estoque AO AD AM PM para conseguir: 20 Mm de fosfato de sódio, 16 16 16 16 16 16 pH 7,0 Im adipoilecoa — [16 Iwo De [=] mM de AMP Le Te Tere Tee) [EmA Ce Te E Ee) 5 mM de acetato de sódio | 4 | - |- [4 | - |-| 2,5 mM de MgCl; (Adicionado 2 2 2 2 2 2 por último)[00365] Biotransformation reactions to assess the disappearance of Adipoyl-CoA and pimeloyl-coa and formation and adipic acid or pimelic acid were carried out in 1 ml reactions by adding 30ul of the protein solution to 300 ml of the reaction mixture which contained (per ml) in the reaction mixtures, as described below: [CC GFroteina - [13/11 [01/02] 05 [03/00] 01/02] 05] Add stock volume AO AD AM PM to achieve : 20 Mm sodium phosphate, 16 16 16 16 16 16 pH 7.0 Im adipoilecoa - [16 Iwo De [=] mM AMP Le Te Tere Tee) [EmA Ce Te E Ee) 5 mM sodium acetate | 4 | - | - [4 | - | - | 2.5 mM MgCl; (Added 2 2 2 2 2 2 last)

[00366] Os controles negativo continham 30 ul do tampão de eluição no lugar da solução de enzima. As misturas de reação foram incubadas a 70ºC (41/42) ou temperatura ambiente (43/44; 45) durante 5 horas, diluídas com 570 ul de água e avaliadas por LC-MS.[00366] The negative controls contained 30 ul of the elution buffer in place of the enzyme solution. The reaction mixtures were incubated at 70ºC (41/42) or room temperature (43/44; 45) for 5 hours, diluted with 570 µl of water and evaluated by LC-MS.

[00367] Todas as 3 enzimas poderiam hidrolisar pimeloil-CoA em ácido pimélico (Ver, figura 26). Apesar do fato de que apenas as quantdiades traços da enzima solúvel de Pauà poderia ser produzida, esta enzima formando ácido pimélico a partir de pimeloil-CoA. Isto confirmou que as ligases ácido- tiol de EC 6.2.1.14 são reversíveis ao contrário, e podem ser utilizadas para preparar o ácido pimélico a partir de pimeloil-Coa. Além disso, as transferases CoA podem ser utilizadas para produzir ácido pimélico a partir de pimeloil- coa.[00367] All 3 enzymes could hydrolyze pimeloyl-CoA in pyelic acid (See, figure 26). Despite the fact that only the trace amounts of the soluble enzyme of Pauà could be produced, this enzyme forming pyelic acid from pimeloil-CoA. This confirmed that the EC 6.2.1.14 acid-thiol ligases are reversible in reverse, and can be used to prepare pyelic acid from pimeloyl-Coa. In addition, CoA transferases can be used to produce pyelic acid from pimeloylcoa.

3.1.5.3 - Hidrolases Tioéster (EC 3.1.2.-).-)3.1.5.3 - Thioester Hydrolases (EC 3.1.2 .-) .-)

3.1.4.3.1 - Seleção de enzimas apropriadas:3.1.4.3.1 - Selection of appropriate enzymes:

[00368] As tioestrases são enzimas hidrolíticas que catalisam a hidrólise de Coa ou [acp]-tioésteres: o o o o its 00 ho —> PN Ao +CoASH[00368] Thioestrases are hydrolytic enzymes that catalyze the hydrolysis of Coa or [acp] -thioesters: o o o o its 00 ho -> PN Ao + CoASH

[00369] As tioesterases são onipresentes em todos os organismos agindo sobre CoA oul[acp] ativando ácidos carboxílicos e pertencentes a EC 3.1.2, incluindo EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.28; EC 3.1.2.19; EC 3.1.2.20 para hidrolases de éster-CoA , embora hidrolases de [acp] -tioéster “sejam observadas em EC 3.1.2.14 e EC 3.1.2.21. Apenas duas tioesterases (ACOT8 e ACOTA4) foram testadas quanto a atividade em relação aos ésteres dicarboxilil-mono-CoA tal como succinila-CoA.[00369] Thioesterases are ubiquitous in all organisms acting on CoA oul [acp] activating carboxylic acids and belonging to EC 3.1.2, including EC 3.1.2.2; EC 3.1.2.28; EC 3.1.2.19; EC 3.1.2.20 for ester-CoA hydrolases, although [acp] -thioester “hydrolases are observed in EC 3.1.2.14 and EC 3.1.2.21. Only two thioesterases (ACOT8 and ACOTA4) were tested for activity with respect to dicarboxylyl mono-CoA esters such as succinyl-CoA.

Enzima EC Fonte Substratos Tamanho Purificação (kDa) ACOT8 3.1.2.27 Mus Ampla faixa, CoA 50 Sim, fusão his-| (PTE-2) Imusculus|de cadeia linear, tag Coa ácido biliar homogeneicidade| e acil-CoA de cadeia ramificada ACOT5 3.1.2.2 Mus Acil-CoA de 46,6 Sim, fusão his-| (PTE-Ic)| Hidrolase |musculusl cadeia média, tag palmitoil-CoA |lhomogeneicidade ACOT3 3.1.2.2 Mus Acil-CoAs de 47,4 Sim, fusão his (PTE-Ta)| Hidrolase Imusculusl cadeias longas tag palmitoul-CoA lhomogeneicidade| ACOT4 3.1.2.3 Mus Succinila-coA e |36 (ativo|lSim, fusão his-| (PTE-Ib)| Tioesterase Imusculus| glutaril-CoA como tag succcinil-CoA apenas dímero) lhomogeneicidadel Tioesterases acil-CoA 8 peroxissomal ACOT8 (formalmente PTE- 2) a partir de Mus musculus:EC Enzyme Source Substrates Purification Size (kDa) ACOT8 3.1.2.27 Mus Wide range, CoA 50 Yes, his- fusion | (PTE-2) Imusculus | straight chain, tag Coa bile acid homogeneity | and ACOT5 branched chain acyl-CoA 3.1.2.2 Mus Acil-CoA 46.6 Yes, his- fusion | (PTE-Ic) | Hidrolase | musculusl medium chain, tag palmitoil-CoA | lhomogeneity ACOT3 3.1.2.2 Mus Acil-CoAs of 47.4 Yes, his fusion (PTE-Ta) | Imusculusl hydrolase long chains tag palmitoul-CoA lhomogeneity | ACOT4 3.1.2.3 Mus Succinila-coA e | 36 (active | lYes, fusion his- | (PTE-Ib) | Thioesterase Imusculus | glutaryl-CoA as tag succcinyl-CoA only dimer) lhomogeneicidad Thioesterases acyl-CoA 8 peroxismal ACOT8 (formally PTE- 2) from Mus musculus:

[00370] ACOT8 é um homólogo da tioesterase PET1l humana. A enzima foi super-expressa como uma proteína de fusão His-Tag em E. coli e purificada para homogeneidade usando cromatografia em coluna His-Tag [Westin MA, Hunt MC, Alexson SE. (2005) The identification of a succinyl-CoA thioesterase suggests a novel pathway for succinate production in peroxisomes. J Biol Chem. 280: 38125-38132]. A atividade foi inibida em concentrações de substrato > 5-10 UM para acil-CoA de cadeia longa, mas a adição de BSA preveniu a inibição. A faixa de substrato da tioesterase foi testada usando acil- CoAs de cadeia linear saturada e insaturada (C2-C20). A mais alta atividade foi para C10-C1l8, os ácidos biliares (tihidroxicoprostanoil-CoA, coloil-CoA e chenodeoxicoloil-CoA e acil-CoAs de cadeias ramificadas). Os valores Km para muitos dos substratos testados foram muito baixos, sugerindo fortemente que ACOT8 tinha uma especificidade de substrato muito ampla e pode aceitar muitos deles. ACOT8 foi fortemente inibido por CoASH com um IC50 de 10-15 UM. ACOT8 foi também testado quanto a atividade em relação aos derivados de dicarboxilil-mono-CoA e, preferencialmente, hidrolisando substratos de cadeia longa (atividade aumentada com o comprimento de cadeia C de C3 a C12) [Hunt MC, Solaas K, Kase BF, Alexson SE. (2002) Characterization of an acyl-coA thioesterase that functions as a major regulator of peroxisomal lipid metabolism. J Biol Chem. 277: 1128-1138]. ACOT3 (Formalmente PTE-la) de Mus musculus:[00370] ACOT8 is a homologue of human PET1l thioesterase. The enzyme was overexpressed as a His-Tag fusion protein in E. coli and purified for homogeneity using His-Tag column chromatography [Westin MA, Hunt MC, Alexson SE. (2005) The identification of a succinyl-CoA thioesterase suggests a novel pathway for succinate production in peroxisomes. J Biol Chem. 280: 38125-38132]. The activity was inhibited at substrate concentrations> 5-10 UM for long chain acyl-CoA, but the addition of BSA prevented inhibition. The thioesterase substrate range was tested using saturated and unsaturated linear chain acyl-CoAs (C2-C20). The highest activity was for C10-C118, bile acids (thihydroxyprostanoil-CoA, coloyl-CoA and chenodeoxicoloil-CoA and acyl-CoAs of branched chains). Km values for many of the tested substrates were very low, strongly suggesting that ACOT8 had a very broad substrate specificity and can accept many of them. ACOT8 was strongly inhibited by CoASH with an IC50 of 10-15 UM. ACOT8 was also tested for activity in relation to dicarboxylyl mono-CoA derivatives and, preferably, hydrolyzing long chain substrates (activity increased with C3 chain length from C3 to C12) [Hunt MC, Solaas K, Kase BF, Alexson SE. (2002) Characterization of an acyl-coA thioesterase that functions as a major regulator of peroxisomal lipid metabolism. J Biol Chem. 277: 1128-1138]. Mus musculus ACOT3 (Formally PTE her):

[00371] ACOT3 foi expresso em E. coli e purificada quanto a homogeneidade [19]. A enzima demonstrou atividade para ésteres de ácido monocarboxílico de C8 a C26, com a maior atividade em relação aos substratos de cadeias longas (C1l6). A enzima não aceitou os ésteres de ácido biliar. Não houve inibição com CoASH livre. Os ésteres de ácido dicarboxílico não foram testados. ACOT5 (Formalmente PTE-lc) de Mus musculus:[00371] ACOT3 was expressed in E. coli and purified for homogeneity [19]. The enzyme demonstrated activity for C8 to C26 monocarboxylic acid esters, with the highest activity in relation to long chain substrates (C1l6). The enzyme did not accept the bile acid esters. There was no inhibition with free CoASH. Dicarboxylic acid esters have not been tested. Mus musculus ACOT5 (Formally PTE-lc):

[00372] ACOT5 foi expresso em E. coli e purificado para homogeneidade [Westin MA, Alexson SE, Hunt MC. (2004 Molecular cloning and characterization of two mouse peroxisome proliferator-activated receptor alpha (PPARalpha)- regulated peroxisomal acyl-CoA thioesterases. J Biol Chem. 279: 21841-21848]). A enzima demonstrou atividade para os ésteres de ácido monocarboxílicos de C6 a C20, com a maior atividade em reação aos substratos de cadeias médias (C10). A enzima não aceitou os ésteres de ácido biliar. Não houve inibição com CoASH livre. Os ésteres de ácido dicarboxílicos não foram testados. ACOT4 tioesterase acil-CoA peroxissomal 4 (Formalmente PTE- 1b) de Mus musculus:[00372] ACOT5 was expressed in E. coli and purified for homogeneity [Westin MA, Alexson SE, Hunt MC. (2004 Molecular cloning and characterization of two mouse peroxisome proliferator-activated alpha receptor (PPARalpha) - regulated peroxisomal acyl-CoA thioesterases. J Biol Chem. 279: 21841-21848]). The enzyme demonstrated activity for C6 to C20 monocarboxylic acid esters, with the highest activity in reaction to medium chain substrates (C10). The enzyme did not accept the bile acid esters. There was no inhibition with free CoASH. Dicarboxylic acid esters have not been tested. ACOT4 peroxisomal acyl-CoA thioesterase 4 (Formally PTE-1b) from Mus musculus:

[00373] ACOT4 foi expressa em expresso em E. coli e purificado para homogeneidade [18]. A enzima demonstrou uma faixa de substrato limitada, aceitando succinila-Coa e glutaril-Coa. A reação não foi inibida por CoASH em concentrações de até 500 UM.[00373] ACOT4 was expressed as an expression in E. coli and purified for homogeneity [18]. The enzyme demonstrated a limited substrate range, accepting succinyl-Coa and glutaryl-Coa. The reaction was not inhibited by CoASH at concentrations up to 500 UM.

[00374] ACOT8, ACOT5 e ACOT3 foram então excelentes candidatos para a hidrólise de dicarboxilil-CoAs e outros acil-CoAs que estão envolvidos na rota de biossíntese de ácido pimélico.[00374] ACOT8, ACOT5 and ACOT3 were then excellent candidates for the hydrolysis of dicarboxylyl-CoAs and other acyl-CoAs that are involved in the pyelic acid biosynthesis route.

3.1.5.3.2 - Clonagem, expressão e biotransformações com tioesterases selecionadas:3.1.5.3.2 - Cloning, expression and biotransformations with selected thioesterases:

[00375] As tioesterases de Mus musculus Acot8 (sequência WT mRNA GeneBank NM 133240; fragmentomRNA de 65-1027) e o Haemophilus influenzae YciA (sequência de gene WT (GeneBank L42023, fragmento 878596-879060, EC 3.1.2.20) foram selecionados como exemplo para a conversão de pimeloil-CoA em ácido pimélico, devido a sua especificidade em relação aos substratos dicarboxilil-CoA (A identificação de tioesterases succinil-CoA sugere uma nova rota para produção de succinato em peroxisomea: Westin J. et al. Biol. Chem 2005, 280, 38125- 38132; Divergence of function in the hot dog fold enzyme superfamily - the bacterial thioesterase YciA: Zhuang et al. Biochemistry 2008, 47, 2789-2796). Amgos os genes foram identificados a partir de seus respectivos genomas hospedeiros e clonados e expressios com Sucesso em Escherichia coli (Characterization of an acyl-CoA thioesterase that functions as a major regulator of peroxisomal lipid metabolism: Hunt et al. J. Biol. Chem. 277, 1128-1 138; Divergence of function in the hot dog fold enzyme superfamily - the bacterial thioesterase YciA: Zhuang et al. Biochemistry 2008, 47, 2789-2796).[00375] Mus musculus Acot8 thioesterases (GeneBank NM 133240 WT mRNA sequence; 65-1027 fragmentomRNA) and Haemophilus influenzae YciA (WT gene sequence (GeneBank L42023, fragment 878596-879060, EC 3.1.2.20) were selected as example for the conversion of pimeloyl-CoA to pyelic acid, due to its specificity in relation to dicarboxylyl-CoA substrates (The identification of succinyl-CoA thioesterases suggests a new route for the production of succinate in peroxisome: Westin J. et al. Biol. Chem 2005, 280, 38125- 38132; Divergence of function in the hot dog fold enzyme superfamily - the bacterial thioesterase YciA: Zhuang et al. Biochemistry 2008, 47, 2789-2796) Both genes have been identified from their respective genomes hosts and cloned and successfully expressed in Escherichia coli (Characterization of an acyl-CoA thioesterase that functions as a major regulator of peroxisomal lipid metabolism: Hunt et al. J. Biol. Chem. 277, 1128-1 138; Divergence of fu nction in the hot dog fold enzyme superfamily - the bacterial thioesterase YciA: Zhuang et al. Biochemistry 2008, 47, 2789-2796).

[00376] Ambos os genes foram selecionados como sequências alelo-selvagem para a construção dos vetores de expressão correspondentes em E. coli e utilizaram a transformação de E. coli BL21 (DE3). A expressão de tioesterases Haemophilus influenzae YciA foi conseguida em E. coli (figura 14h) mas não da dioesterase Acot8 de Mus musculus. A banda da proteína no tamanho esperado (17 kDa) foi claramente detectada após indução IPTG na fração solúvel (Colunas 2 a 3) e a fração insolúvel (Colunas 6 e 7). Nenhuma proteína correspondente foi observada no experimento com o controle negativo (Colunas 4 e 8) sugerindo que a proteína tioesterase de tamanho esperado de 17 KkDA de Haemophilus influenzae YciAÃ foi expressa com sucesso em E. coli a partir do constructo I8 produzido. A expressão solúvel da proteína YciA parece aumentar em relação ao tempo entre 4 horas e 24 horas após a incubação de indução (Colunas 2 e 3) enquanto a expressão insolúvel parece diminuir no mesmo período (Colunas 6 e 7). Portanto, a amostra solúvel de 24 horas mostrou ser melhor candidato para atividade de monitoramento da tioesterase de Haemophilus influenza YciA.[00376] Both genes were selected as allele-wild sequences for the construction of the corresponding expression vectors in E. coli and used the transformation of E. coli BL21 (DE3). The expression of thioesterases Haemophilus influenzae YciA was achieved in E. coli (figure 14h) but not of the dioesterase Acot8 of Mus musculus. The protein band in the expected size (17 kDa) was clearly detected after IPTG induction in the soluble fraction (Columns 2 to 3) and the insoluble fraction (Columns 6 and 7). No corresponding protein was observed in the experiment with the negative control (Columns 4 and 8) suggesting that the thioesterase protein of expected size of 17 KkDA from Haemophilus influenzae YciAÃ was successfully expressed in E. coli from the produced I8 construct. The soluble expression of the YciA protein appears to increase over time between 4 hours and 24 hours after the induction incubation (Columns 2 and 3) while the insoluble expression appears to decrease over the same period (Columns 6 and 7). Therefore, the 24-hour soluble sample proved to be a better candidate for monitoring activity of Haemophilus influenza YciA thioesterase.

3.1.5.3.3 - Síntese de pimeloil-CoA:3.1.5.3.3 - Synthesis of pimeloyl-CoA:

[00377] O sal de sódio da coenzima A (150 mg, 195 umol) foi suspenso em uma mistura de acetona (22, 5 mL) e água (225 UL). A suspensão foi resfriada para 0ºC em gele e ajustada a um pH 8 com 200 mM de solução de bicarbonato de sódio. O ácido clorídrico (586 umol, 3 equiv.) foi adicionado lentamente para a suspensão com agitação enquanto se mantinha o pH da reação em 8, através de adição complementar da solução de bicarbonato de sódio. A mistura de reação foi deixada em agitação a 0ºC durante 1 hora adicional. Uma vez que a coenzima a tenha sido consumida, como determinado pelo monitoramento da reação HPLC, a mistura de reação foi concentrada em vácuo, e o resíduo branco, foi ressuspenso em água (20 mL), ajustado a um pH de 3 com 5M de ácido fosfórico e extraído com éter de dietila (3 x 20 mL). A camada aquosa remanescente foi então purificada por extração de fase sólida (SPE) usando uma fase reversa polimérica com a cápsula Strata x 33 um de 19/20 mL (“cartridge”) fornecida pela Phenomenex.[00377] The sodium salt of coenzyme A (150 mg, 195 umol) was suspended in a mixture of acetone (22, 5 ml) and water (225 UL). The suspension was cooled to 0 ° C in gel and adjusted to pH 8 with 200 mM sodium bicarbonate solution. Hydrochloric acid (586 umol, 3 equiv.) Was added slowly to the suspension with stirring while maintaining the pH of the reaction at 8, by complementary addition of the sodium bicarbonate solution. The reaction mixture was allowed to stir at 0 ° C for an additional 1 hour. Once the coenzyme a has been consumed, as determined by monitoring the HPLC reaction, the reaction mixture was concentrated in vacuo, and the white residue was resuspended in water (20 mL), adjusted to a pH of 3 with 5M of phosphoric acid and extracted with diethyl ether (3 x 20 mL). The remaining aqueous layer was then purified by solid phase extraction (SPE) using a polymeric reverse phase with the 19/20 mL Strata x 33 um capsule (cartridge) provided by Phenomenex.

[00378] A cápsula SPE foi preparada com metanol e equilibrada com 10mMM de tampão fosfato de sódio (pH 4,2) antes do uso. A camada aquosa contendo o produto acil-CoA bruto foi carregada na cápsula. Lavagens com 10 mM de tampão de fosfato de sódio (pH 4,2) (3 x 5 mL) foram realizadas, seguida por um gradiente gradual usando 5, 10, e 20% de eluições MeOH/tampão (3 x 5 mL). Cada fração foi coletada e analisada por HPLC. As frações contendo o produto apenas foram combinadas e concentradas em vácuo. Os produtos isolados foram utilizados diretamente na biotransformação sem purificação adicional. 'H NMR ou LCMS foram utilizados para caracterizar os produtos.[00378] The SPE capsule was prepared with methanol and equilibrated with 10mMM of sodium phosphate buffer (pH 4.2) before use. The aqueous layer containing the crude acyl-CoA product was loaded into the capsule. Washings with 10 mM sodium phosphate buffer (pH 4.2) (3 x 5 ml) were performed, followed by a gradual gradient using 5, 10, and 20% MeOH / buffer elutions (3 x 5 ml). Each fraction was collected and analyzed by HPLC. Fractions containing the product were only combined and concentrated in vacuo. The isolated products were used directly in biotransformation without further purification. 'H NMR or LCMS were used to characterize the products.

3.1.5.3.4 - Biotransformação de pimeloil-CoA em ácido pimélico:3.1.5.3.4 - Biotransformation of pimeloyl-CoA into pyelic acid:

[00379] Biotransformações foram realizadas em um volume final de 2 mL. As biotransformações compreendendo 1 mM de substrato, 200 mM de KCl e 50 mM de Hepes de potássio (pH 7,5). Os controles negativos compreendendo as células alojando o vetor vazio. O biocatalisador foi carregado como um extrato livre de célula para resultar em uma concentração final de -159/L em todo o equivalente celular. As reações foram realizadas em temperatura ambiente (20ºC) em tubos[00379] Biotransformations were performed in a final volume of 2 mL. Biotransformations comprising 1 mM substrate, 200 mM KCl and 50 mM potassium Hepes (pH 7.5). The negative controls comprising the cells housing the empty vector. The biocatalyst was loaded as a cell-free extract to result in a final concentration of -159 / L in the entire cell equivalent. The reactions were carried out at room temperature (20ºC) in tubes

Falcon de 15 mL com agitação. Cada biotransformação foi amostrada após 1 hora, 4 horas e 24 horas e analisadas por HPLC (Agilent 1100) em uma coluna Phenomenex Luna C18- de 250 x 4,6 mm, de 5 microns. Antes da injeção, cada amostra foi aquecida a 100ºC durante 5 minutos para interromper a reação, centrifugada a 14000 rpm por 2 minutos e filtrada através de um filtro com seringa de 0,2 mícrons. Os filtrados foram analisados por HPLC em 260 nm para desaparecer pimeloil-CoA (Rt 12,39 minutos) e a formação de Coa (Rt 7,98 minutos), ambos os quais absorvem, fortemente neste comprimento de onda, enquanto o ácido pimélico não foi detectável por UV a 260 nm. A formação de ácido pimélico foi confirmada por LC- MS.15 mL falcon with stirring. Each biotransformation was sampled after 1 hour, 4 hours and 24 hours and analyzed by HPLC (Agilent 1100) on a 250 x 4.6 mm, 5 micron Phenomenex Luna C18- column. Before injection, each sample was heated at 100ºC for 5 minutes to stop the reaction, centrifuged at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter. The filtrates were analyzed by HPLC at 260 nm to disappear pimeloyl-CoA (Rt 12.39 minutes) and the formation of Coa (Rt 7.98 minutes), both of which absorb, strongly in this wavelength, while the pyelic acid does not was UV detectable at 260 nm. The formation of pyelic acid was confirmed by LC-MS.

[00380] Um nível de baixo de hidrólise antecedente foi observado no controle negativo, que pode ser atribuído aos baixos níveis de atividade de tioesterase endógena em E. coli alojando o vetor vazio. A hidrólise completa de pimeloil-coa em ácido pimélico e acetil-Coa foi observada após 1 hora de reação.[00380] A low level of antecedent hydrolysis was observed in the negative control, which can be attributed to the low levels of endogenous thioesterase activity in E. coli hosting the empty vector. Complete hydrolysis of pimeloyl-coa in pyelic acid and acetyl-Coa was observed after 1 hour of reaction.

3.1.6 - conversão de semialdeído de ácido pimélico em ácido 7-aminoheptanóico por O-transaminases (EC 2.6.1.-) e conversão de a-cetosuberato em a-aminosuberato por aminotransferases de ácido amino (EC 2.6.1.-):3.1.6 - conversion of semialdehyde from pyelic acid to 7-aminoheptanoic acid by O-transaminases (EC 2.6.1.-) and conversion of a-ketosuberate to a-aminosuberate by amino acid aminotransferases (EC 2.6.1.-) :

[00381] As transminases ou aminotransferases são enzimas que catalisam a reação entre um ácido amino e um ácido ceto. Esta reação envolve a remoção do grupo amino a partir do doador amino, deixando através um ácido a-ceto, e transferindo ele para o receptor de ácido a-ceto e convertendo ele em um ácido amino. Elas são enzimas importantes na síntese de ácidos aminos e são onipresentes em toda a natureza. Muitas destas enzimas contêm piridoxal-fosfato (PLP) como cofator. Estas enzimas pertencem a uma grande família diversa cobrindo uma ampla faixa das funções celulares, usando uma faixa ampla de substratos.[00381] Transminases or aminotransferases are enzymes that catalyze the reaction between an amino acid and a keto acid. This reaction involves removing the amino group from the amino donor, leaving it through an a-keto acid, and transferring it to the a-keto acid receptor and converting it to an amino acid. They are important enzymes in the synthesis of amino acids and are ubiquitous throughout nature. Many of these enzymes contain pyridoxal phosphate (PLP) as a cofactor. These enzymes belong to a large diverse family covering a wide range of cellular functions, using a wide range of substrates.

3.1.6.1 - Seleção de transaminases:3.1.6.1 - Selection of transaminases:

[00382] Um número de candidatos, identificado pela busca na literatura, busca em BLAST e banco de dados de proteína são enzimas apropriadas para a conversão de semialdeído de ácido pimélico em ácido 7-aminoheptanóico. Nome da Número de Fonte Gene Proteína Enzima/No. acesso disponível |purificada[00382] A number of candidates, identified by the literature search, BLAST search and protein database are appropriate enzymes for the conversion of pyelic acid semialdehyde to 7-aminoheptanoic acid. Source Number Name Gene Protein Enzyme / No. access available | purified

EC EC 2.6.1.19/YP 001823341.1| Streptomyces Sim Sim griséus, LysN Q72LL6 Thermus thermophillus) Sim Sim AADaT Q64602 Rattus Sim Sim norvegicus EC 2.6.1.19 Transaminase de 4-aminobutirato de Streptomyces griséus:EC EC 2.6.1.19/YP 001823341.1 | Streptomyces Yes Yes gray, LysN Q72LL6 Thermus thermophillus) Yes Yes AADaT Q64602 Rattus Yes Yes norvegicus EC 2.6.1.19 Gray Streptomyces 4-aminobutyrate transaminase:

[00383] Esta enzima foi primeiro estudado em 1985 e foi observada para catalisar a reação: 4-aminobutanoato+2-oxoglutarato — 4-oxobutanoatot+tglutamato A enzima tem uma faixa relativamente ampla de substrato, incluindo 6-aminohexanoato e 7-aminoheptanoato, usando 2- oxoglutarato como O receptor amino, e formação dos semialdeído correspondentes (Yonaha, K., K. Suzuki, e S. Toyama, 4-Aminobutyrate: 2-oxoglutarate aminotransferase of Streptomyces griseus: purification and properties. Eur JJ Biochem, 1985. 146(1): p. 101-6). Apesar disto ser muito promissora, a reversibilidade destas reações não foi testado. Portanto, as reações reversas são testadas in vitro, usando glutamato como o doador amino, uma vez que isto seria provido o ácido7-aminoheptanóico de 7-oxoheptanoato. A enzima foi purificada em S. griséus IFO 3102 (S. griséus subespécie griséus) e foi observado ter 100 KkDA, consistindo de duas subunidades idênticas de aproximadamente 50 kDa cada. O cofator é piridoxal 5'"-fosfato. Uma proteína é depositada no banco de dados Pubmed (Tabela 1). O gene codificante deste (SGR 1829), anotado como uma 4-aminotransferase-putativa, presente na sequência de genoma de S. griséus IFO 13350, que é proximamente relacionada a IFO3102. Apesar de não claro, é altamente igual que esta proteína seja um homólogo próximo da enzima descrita e estudada (Yonaha, K., K. Suzuki, and S. Toyama, 4-Aminobutyrate:2-oxoglutarate aminotransferase of Streptomyces griseus: purification and properties. Eur JJ Biochem, 1985. 146(1): p. 101 -6). Em vista dos dados disponíveis, da faixa de substrato, esta proteína é uma candidata muito boa para testar como uma enzima aminotransferase apropriado. EC 2.6.1.39 A transaminase de aminoadipato de thermus thermophilus (972LL6):[00383] This enzyme was first studied in 1985 and was observed to catalyze the reaction: 4-aminobutanoate + 2-oxoglutarate - 4-oxobutanoatot + tglutamate The enzyme has a relatively broad range of substrate, including 6-aminohexanoate and 7-aminoheptanoate, using 2-oxoglutarate as the amino receptor, and formation of the corresponding semialdehydes (Yonaha, K., K. Suzuki, and S. Toyama, 4-Aminobutyrate: 2-oxoglutarate aminotransferase of Streptomyces griseus: purification and properties. Eur JJ Biochem, 1985 146 (1): p. 101-6). Although this is very promising, the reversibility of these reactions has not been tested. Therefore, the reverse reactions are tested in vitro, using glutamate as the amino donor, since this would be provided with 7-oxoheptanoate 7-aminoheptanoic acid. The enzyme was purified on S. griséus IFO 3102 (S. griséus subspecies griséus) and was found to have 100 KkDA, consisting of two identical subunits of approximately 50 kDa each. The cofactor is pyridoxal 5 '"- phosphate. A protein is deposited in the Pubmed database (Table 1). The gene encoding it (SGR 1829), annotated as a putative 4-aminotransferase, present in the S. genome sequence. gray IFO 13350, which is closely related to IFO3102. Although not clear, it is highly equal that this protein is a homologue close to the enzyme described and studied (Yonaha, K., K. Suzuki, and S. Toyama, 4-Aminobutyrate: 2-oxoglutarate aminotransferase of Streptomyces griseus: purification and properties. Eur JJ Biochem, 1985. 146 (1): p. 101 -6). In view of the available data, the substrate range, this protein is a very good candidate for testing as an appropriate aminotransferase enzyme EC 2.6.1.39 Thermus thermophilus aminoadipate transaminase (972LL6):

[00384] Esta é uma enzima com homologia ao aminotransferase alfa-aminoadipato (AAAAT) a partir de mamíferos e é ensinado por estar envolvido na síntese de lisina na bactéria Thermus thermophilus HB27 (2,3]. Os dados cinéticos estão disponíveis para substratos tais com 2-oxoadipato, 2-oxoisocaproato, alfa-aminoadipato e mesmo ácidos amino aromáticos [3]. A proteína foi expressa e purificada em E. coli e foi observado existir in vitro principalmente como um homo-dímero, com cada subunidade de -44 kDa de tamanho (Miyazaki, T., et al., alpha-Aminoadipate aminotransferase from an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus. Microbiology,[00384] This is an enzyme with homology to alpha-aminoadipate aminotransferase (AAAAT) from mammals and is taught to be involved in the synthesis of lysine in the bacterium Thermus thermophilus HB27 (2,3]. Kinetic data are available for such substrates with 2-oxoadipate, 2-oxoisocaproate, alpha-aminoadipate and even aromatic amino acids [3] .The protein was expressed and purified in E. coli and was found to exist in vitro mainly as a homo-dimer, with each sub-unit of -44 kDa in size (Miyazaki, T., et al., alpha-Aminoadipate aminotransferase from an extremely thermophilic bacterium, Thermus thermophilus. Microbiology,

2004. 150(Pt 7): p. 2327-34). A ampla especificidade de substrato, sua origem procariótica e a disponibilidade do gene codificante sugere que ela pode ser uma boa candidata para testar com l. É uma enzima muito bem estudada e sua estrutura de cristal está disponível (PDB ID: 2Z2P7), que oferece uma visão mecânica dentro da especificidade de substrato (Ouchi, T., et al., Dual roles of a conserved pair, Arg23 and Ser20, in recognition of multiple substrates in alpha-aminoadipate aminotransferase from Thermus thermophilus. Biochem Biophys Res Commun, 2009. 388(1): p. 21 —-7; Tomita, T., et al., Mechanism for multiple-substrates recognition of alpha-aminoadipate aminotransferase from Thermus thermophilus. Proteins, 2009. 75(2): p. 348-59). Aminotransferase aminoadipato de Rattus norvegicus (Q64602): Esta enzima é similar à enzima a partir de Thermus thermopphilus descrita previamente. É anotado como uma aminotransferase quinureina/aminoadipato, apesar de existir alguma evidência para sugerir que duas proteínas distintas realizando estas reações (Mawal, M.R. and D.R. Deshmukh, Alpha-aminoadipate and kynurenine aminotransferase activities from rat kidney. Evidence for separate identity. J Biol Chem,2004. 150 (Pt 7): p. 2327-34). The broad substrate specificity, its prokaryotic origin and the availability of the coding gene suggest that it may be a good candidate for testing with l. It is a very well studied enzyme and its crystal structure is available (PDB ID: 2Z2P7), which offers a mechanical view within the substrate specificity (Ouchi, T., et al., Dual roles of a conserved pair, Arg23 and Ser20 , in recognition of multiple substrates in alpha-aminoadipate aminotransferase from Thermus thermophilus. Biochem Biophys Res Commun, 2009. 388 (1): p. 21 —-7; Tomita, T., et al., Mechanism for multiple-substrates recognition of alpha-aminoadipate aminotransferase from Thermus thermophilus, Proteins, 2009. 75 (2): p. 348-59). Aminotransferase aminoadipate from Rattus norvegicus (Q64602): This enzyme is similar to the enzyme from Thermus thermopphilus previously described. It is noted as a quinureine / aminoadipate aminotransferase, although there is some evidence to suggest that two distinct proteins carrying out these reactions (Mawal, MR and DR Deshmukh, Alpha-aminoadipate and kynurenine aminotransferase activities from rat kidney. Evidence for separate identity. J Biol Chem ,

1991. 266(4): p. 2573-5). A proteína foi purificada a partir de rim de rato e expressa em células de fibroblastos de rim enbriônicos humanos foi observada por ser em torno de 100 kDa em tamanho. A enzima pode aceitar 2-oxoadipato como um substrato. Estudos anteriores (presumivelmente na mesma enzima) indica que é capaz de usar ácido DL-2-aminopimélico como um doador amino, com 2-oxoglutarato como receptor em uma reação que é aparentemente reversível (Deshmukh, D.R. and1991. 266 (4): p. 2573-5). The protein was purified from rat kidney and expressed in human enbryonic kidney fibroblast cells was observed to be around 100 kD in size. The enzyme can accept 2-oxoadipate as a substrate. Previous studies (presumably on the same enzyme) indicate that it is capable of using DL-2-aminopymelic acid as an amino donor, with 2-oxoglutarate as a receptor in a reaction that is apparently reversible (Deshmukh, D.R. and

S.M. Mungre, Purification and properties of 2-aminoadipate: 2-oxoglutarate aminotransferase from bovine kidney. Biochem J, 1989. 261(3): p. 761 -8). O mesmo papel indicou que o ácido pimélico pode ser um inibidor da atividade com uma redução de 30% na atividade na presença de ácido pimélico.S.M. Mungre, Purification and properties of 2-aminoadipate: 2-oxoglutarate aminotransferase from bovine kidney. Biochem J, 1989. 261 (3): p. 761 -8). The same paper indicated that pyelic acid can be an activity inhibitor with a 30% reduction in activity in the presence of pyelic acid.

[00385] As três enzimas acima poderiam ser adequadas para a transaminação final para resultar em ácido 7-aminoheptanóico. A enzima de S. griséus é uma candidata boa e o processo de clonagem, expressão e purificação não seriam particularmente difíceis. O mesmo é verdade para LysN de T. thermophilus, que parece ter uma faixa ampla de substratos. A enzima de Rattus norvegicus seria mais estimulante, mas os dados de atividade sugerem que esta enzima pode ser capaz de utilizar os substratos específicos requeridos. Transaminase 5-aminovalerato (EC 2.6.1.48):[00385] The above three enzymes could be suitable for final transamination to result in 7-aminoheptanoic acid. The enzyme of S. griséus is a good candidate and the process of cloning, expression and purification would not be particularly difficult. The same is true for T. thermophilus LysN, which appears to have a wide range of substrates. The Rattus norvegicus enzyme would be more stimulating, but the activity data suggests that this enzyme may be able to use the specific substrates required. Transaminase 5-aminovalerate (EC 2.6.1.48):

[00386] As aminotransferases diamino de EC 2.6.1.48, tal como a transaminase 5-aminovalerato são também catalisadores apropriados para a preparação de ácido 7-aminoheptanóico a partir do semialdeído do ácido pimélico.The diamino aminotransferases of EC 2.6.1.48, as well as the 5-aminovalerate transaminase are also suitable catalysts for the preparation of 7-aminoheptanoic acid from pyelic acid semialdehyde.

3.1.62 - Expressão de aminotransferases selecionadas:3.1.62 - Expression of selected aminotransferases:

[00387] Dois genes foram selecionados para a conversão de ambos o semialdeido de ácido pimélico em ácido 7- aminoheptanóico, e a conversão de a-ceto suberato em a-amino suberato: (1) fusão IlvE-Omega Vf (SEQ ID 1 e 2) e (2) fusão IlvE-Ad ômega otimizado SEQ ID 3 e 4).Estes genes foram preparadas nos plasmídeos que incorporam a fusão de ômega- aminotransferase com a extremidade 5'- da transferase amino de cadeia ramificada IlvE, que mostrou previamente alto nível de expressão em E. coli (Ver, figura 23 e Figura 24). Foi demonstrado que a introdução do fragmento IlvE aumenta significativamente a expressão de genes de aminotransferase. Um outro calor induziu o plasmídeocontendo um gene de aminotransferase de cadeia ramificada com o fragmento IlvE também foi testado (ING66) na avaliação de atividade.[00387] Two genes have been selected for the conversion of both pyelic acid semialdehyde to 7-aminoheptanoic acid, and the conversion of suberate a-keto to a-amino suberate: (1) IlvE-Omega Vf fusion (SEQ ID 1 and 2) and (2) IlvE-Ad fusion optimized omega SEQ ID 3 and 4). These genes were prepared in plasmids that incorporate the fusion of omega-aminotransferase with the 5'- end of the branched chain IlvE amino transferase, which previously showed high level of expression in E. coli (See, figure 23 and figure 24). It has been shown that the introduction of the IlvE fragment significantly increases the expression of aminotransferase genes. Another heat induced plasmid containing a branched-chain aminotransferase gene with the IlvE fragment was also tested (ING66) in the activity evaluation.

[00388] Cinco genes adicionais (Bacillus weihenstephanensis KBAB4, Pseudomonas aeruginosa (gi9951072), Bacillus subtilis (gil6078032), Pseudomonas syringae class III, Rhodobacter sphaeroides class III) were selected (DSM patent (Preparation of 6-aminocaproic acid from 5-formyl valeric acid: DSM - patente US 2011-0171699 Al). Estas enzimas mostraram alguma atividade na conversão de um ácido pimélico a-ceto em ácido pimélico amamino e pode também ser ativo na conversão de semialdeído de ácido pimélico em ácido heptanóico 7-amino (Ver, SEQ ID 5-14).[00388] Five additional genes (Bacillus weihenstephanensis KBAB4, Pseudomonas aeruginosa (gi9951072), Bacillus subtilis (gil6078032), Pseudomonas syringae class III, Rhodobacter sphaeroides class III) were selected (DSM patent (Preparation of 6-aminocaproic acidic 5 acid: DSM - US patent 2011-0171699 Al) These enzymes have shown some activity in the conversion of a-keto pyelic acid to amainoic pyelic acid and may also be active in the conversion of pyelic acid semialdehyde to 7-amino heptanoic acid (See , SEQ ID 5-14).

[00389] A análise SDS-PAGE da fusão IlvE-Omega Vf (pING2022) (Figura 23) e fusão otimizada de IlvE-Ad Omega (pING2030) (Figura 24) das proteínas expressão em E. coli BL21 como antes. Uma banda clara de tamanho esperado é observado em ambas as proteínas de fusão IlvE-Omega Vs (pING2022) (Figura 15, Colunas 5 e 6) e fusão IlvE-Ad otimizada Omega (pING2030) (Figura 15, Colunas 8 e 9). Não existe banda correspondente no controle negativo, confirmando a expressão da proteína de fusão IlvE-Omega Vf e a proteína de fusão IlvE-Ad otimizada ômega. Avaliação de atividade da proteína de fusão IlvE-Omega VÍf (PpING2022) e a proteína de fusão IlvE-Ad otimizada (pING2030) aminotransferase:[00389] SDS-PAGE analysis of IlvE-Omega Vf fusion (pING2022) (Figure 23) and optimized fusion of IlvE-Ad Omega (pING2030) (Figure 24) of the expression proteins in E. coli BL21 as before. A light band of expected size is seen in both IlvE-Omega Vs fusion proteins (pING2022) (Figure 15, Columns 5 and 6) and Omega optimized IlvE-Ad fusion (pING2030) (Figure 15, Columns 8 and 9). There is no corresponding band in the negative control, confirming the expression of the IlvE-Omega Vf fusion protein and the omega-optimized IlvE-Ad fusion protein. Evaluation of the activity of the IlvE-Omega VÍf fusion protein (PpING2022) and the optimized IlvE-Ad fusion protein (pING2030) aminotransferase:

[00390] A aminotransferase Vf recombinante foi utilizada para avaliar quanto à atividade no ácido T7-aminoheptanóico. Três transformações forma preparadas examinando o efeito da carga de enzima na conversão do ácido T7-aminoheptanóico e piruvato de sódio em L-alanina. A detecção de L-alanina na biotransformação iria prover a evidência positiva para a especificidade desejada da aminotransferase em ácido 7- aminoheptanóico. O esquema de reação representando a conversão de aminotransferase do ácido 7-aminoheptanóico em semialdeído de ácido pimélico representado abaixo: eos ecos Ácido pirúvico Transaminase Lralanina FO ——————————> EF —DA2/Y- + +[00390] Recombinant Vf aminotransferase was used to evaluate for activity on T7-aminoheptanoic acid. Three transformations were prepared by examining the effect of enzyme loading on the conversion of T7-aminoheptanoic acid and sodium pyruvate to L-alanine. The detection of L-alanine in biotransformation would provide positive evidence for the desired specificity of the aminotransferase in 7-aminoheptanoic acid. The reaction scheme representing the conversion of 7-aminoheptanoic acid aminotransferase into pyelic acid semialdehyde represented below: eos echos Pyruvic acid Transaminase Lralanine FO ——————————> EF —DA2 / Y- + +

H AANR ADS COH ANA cor H,N o Ácido 7-aminoheptanóico Semialdeído de ácido pimélicoH AANR ADS COH ANA color H, N o 7-aminoheptanoic acid Semialdehyde of pyelic acid

[00391] Três biotransformações (3ml de volume) contendo SU mM de piruvato de sódio e 10mM de ácido 7-aminoheptanóico. As reações foram mantidas em um incubador orbital a 30ºC e alíquotas removidas periodicamente a partir das biotransformações para análise. ID da Piruvato de Ácido 7- Carga de amostra sódio/mM aminoheptanóico/mM | enzima v/v% Re0212-40-1 Roozi2-402| — 50 | 10 f/ 66 ReO212-40-3[00391] Three biotransformations (3ml volume) containing SU mM of sodium pyruvate and 10mM of 7-aminoheptanoic acid. The reactions were kept in an orbital incubator at 30ºC and aliquots removed periodically from the biotransformations for analysis. Acid Pyruvate ID 7- Sample load sodium / mM aminoheptanoic / mM | enzyme v / v% Re0212-40-1 Roozi2-402 | - 50 | 10 f / 66 ReO212-40-3

[00392] As alíquotas (1ml) foram removidas a partir da biotransformações e aquecida a 95ºC durante 5 minutos para precipitar a proteína solúvel. A amostra foi subsequentemente centrifugada e o sobrenadante filtrado através de um filtro de 0,2 mícrons antes da análise de HPLC. A análise HPLC utilizou um método de pré-coluna de derivação comb ase na formação do aduto químico com beta-mercaptoetanol e ortoftaldeído. Os padrões externos de L-alanina e ácido 7- aminoheptanóico foram utilizados para determinar a concentração de ácido 7-aminoheptanóico e L-alanina na biotransformação.[00392] The aliquots (1ml) were removed from the biotransformations and heated at 95ºC for 5 minutes to precipitate the soluble protein. The sample was subsequently centrifuged and the supernatant filtered through a 0.2 micron filter before HPLC analysis. The HPLC analysis used a pre-column derivative method based on the formation of the chemical adduct with beta-mercaptoethanol and orthophthaldehyde. The external standards of L-alanine and 7-aminoheptanoic acid were used to determine the concentration of 7-aminoheptanoic acid and L-alanine in biotransformation.

[00393] Os resultados (Figura 16) mostram claramente a formação de L-alanina na biotransformação provendo evidência convincente para a atividade de aminotransferase e especificidade com aminotransferase Vf. A concentração de ácido 7-aminoheptanóico diminui com o tempo que é consistente com a atividade aminotransferase esperada. A taxa de ácido 7- aminoheptanóico aumenta com concentração aumentada da enzima que é novamente consistente cm a atividade transaminase esperada. A quantidade de L-alanina formada não é combinada pelo 7-aminoheptanóico consumido, isto poderia ser causado pela degradação bioquímica alternativa de L-alanina formada por outras enzimas de não-aminotransferase presente no extrato E. coli.[00393] The results (Figure 16) clearly show the formation of L-alanine in biotransformation providing convincing evidence for aminotransferase activity and specificity with Vf aminotransferase. The concentration of 7-aminoheptanoic acid decreases with time that is consistent with the expected aminotransferase activity. The rate of 7-aminoheptanoic acid increases with increased concentration of the enzyme which is again consistent with the expected transaminase activity. The amount of L-alanine formed is not combined by the 7-aminoheptanoic consumed, this could be caused by the alternative biochemical degradation of L-alanine formed by other non-aminotransferase enzymes present in the E. coli extract.

[00394] Um exame adicional da amino transferases foi realizado para avaliar a atividade em relação a 2-amino suberato.[00394] An additional examination of the amino transferases was performed to evaluate the activity in relation to 2-amino suberate.

À co H,N co,H Ácido pirúvico Transaminase L-alanina + Fr + COo,H Co, H À A IN cor ANA or H,N o Ácido L-2-amino subérico Ácido 2-ceto subéricoÀ co H, N co, H Pyruvic acid Transaminase L-alanine + Fr + COo, H Co, H À A IN color ANA or H, N Suberic L-2-amino acid Subteric 2-keto acid

[00395] Uma conversão de aminotransferase de ácidoL-2- aminosubérico em ácido 2-cetosubérico proveem uma oportunidade para biotransformação modulado.[00395] A conversion of L-2-aminosuberic acid aminotransferase to 2-ketosuberic acid provides an opportunity for modulated biotransformation.

[00396] Seis biotransformações foram realizadas examinando pING 2022, PpING2030 e ING66 (aminotransferase de cadeia ramificada Ilve, EC 2.6.1.42, já construído na coleção de cepa). Cada biotransformação continha 10mM de ácido DL-2amino subérico, 50 mM de piruvato de sódio e cargas altas e baixas de extrato livre de célula (CFE) como indicado abaixo, N.B. ING 66 utilizado como células totais:[00396] Six biotransformations were performed by examining pING 2022, PpING2030 and ING66 (Ilve branched chain aminotransferase, EC 2.6.1.42, already built in the strain collection). Each biotransformation contained 10mM of submeric DL-2 amino acid, 50 mM of sodium pyruvate and high and low loads of free cell extract (CFE) as indicated below, N.B. ING 66 used as total cells:

EAND

[00397] A seis biotransformações (3ml de volume) foram mantidas em 30ºC de incubador orbital e alíquotas removidas periodicamente a partir das biotransformações para análise. As alíquotas (1 ml) foram removidas a partir da biotransformação e aquecida a 95ºC durante 5 minutos para precipitar a proteína solúvel. A amostra foi subsequentemente centrifugada e o sobrenadante filtrado através de um filtro de 0,2 mícrons antes da análise HPLC. A análise HPLC utilizou um método de derivação em pré-coluna com base na formação do aduto químico com Boc-cisteína e ortoftaldeído. Os padrões externos de ácido DL-2-amino subérico e L-alanina forma utilizados para determinar O tempo de retenção dos enantiômeros de ácido 2-amino subérico.[00397] The six biotransformations (3ml volume) were kept in 30ºC in an orbital incubator and aliquots removed periodically from the biotransformations for analysis. The aliquots (1 ml) were removed from the biotransformation and heated at 95ºC for 5 minutes to precipitate the soluble protein. The sample was subsequently centrifuged and the supernatant filtered through a 0.2 micron filter before HPLC analysis. The HPLC analysis used a pre-column derivation method based on the formation of the chemical adduct with Boc-cysteine and orthophthaldehyde. The external standards of DL-2-amino submeric acid and L-alanine were used to determine the retention time of enantiomers of 2-amino submeric acid.

[00398] Os resultados indicam uma redução na concentração do ácido L-2-amino subérico e um enriquecimento enantio no ácido D-2-amino subérico através de todas as seis biotransformações. Este efeito é consistente com a ação da aminotransferase sobre o L-enantiômero, uma vez que a aminotransferase testada aqui são conhecidos para apresentar L-estereo seletividade. Nenhuma medida de L-alanina foi observada por HPLC que resultaria a partir da transaminação de piruvato, entretanto é provável que a L-alanina formada tenha sido degrada adicionalmente por outra proteína hospedeira presente na biotransformação como foi previamente observado nas reações de ácido 7-aminoheptanóico.[00398] The results indicate a reduction in the concentration of submerged L-2-amino acid and an enantio enrichment in submerged D-2-amino acid through all six biotransformations. This effect is consistent with the action of the aminotransferase on the L-enantiomer, since the aminotransferase tested here are known to exhibit L-stere selectivity. No measurement of L-alanine was observed by HPLC that would result from pyruvate transamination, however it is likely that the L-alanine formed was further degraded by another host protein present in biotransformation as previously observed in the 7-aminoheptanoic acid reactions .

[00399] As biotransformações ING66 (rc02120461 e -2) mostrou níveis significativamente maiores de degradação de ácido L-2- aminosubérico comparada às aminotransferases pING2022 e pING2030. A aminotransferase de aminoácido de cadeia ramificada ING66 já é conhecida por apresentar excelente seletividade para L-2-aminoglutarato (ácido L-glutâmico) que é um homólogo curto (C5) de ácido L-2-amino subérico, de modo que esta preferência na atividade para ING 66 não seja esperada. Produção de ácido 7-aminoheptanóico a partir do semialdeído de ácido pimélico:[00399] Biotransformations ING66 (rc02120461 and -2) showed significantly higher levels of degradation of L-2-aminosuberic acid compared to the pING2022 and pING2030 aminotransferases. The ING66 branched chain amino acid aminotransferase is already known to have excellent selectivity for L-2-aminoglutarate (L-glutamic acid) which is a short (C5) homologue of submerged L-2-amino acid, so this preference in activity for ING 66 is not expected. Production of 7-aminoheptanoic acid from pyelic acid semialdehyde:

[00400] Com base na atividade observada da atividade de Vibrio fluvialis M-aminotransferase (Núnero de acesso HQO418483.1 (sequência de gene WT: fragmento 325-1686)) sobre o ácido 7-aminoheptanóico, a reação foi realizada na direção oposta, ou seja, conversão de semialdeído de ácido pimélico em ácido 7-aminoheptanóico. Ambas as enzimas Vibrio fluvialis M-aminotransferase, bem como o N-terminal-His-Tag purificado de Bacillus wihenstephanensis foram avaliadas. O ácido O amino transaminase de Bacillus weihenstephanensis (número de acesso JAl14119.1) foi expresso e purificada usando técnicas de padrões. As reações foram realizadas com ambas as enzimas de semialdeído de ácido adípico e semialdeído de ácido pimélico e formação de produto (ácido 6-aminocapróico e ácido 7T-aminoheptanóico) foram confirmadas por HPLC (Agilent 1200, coluna GraceSmart RP C18). Procedimento geral para síntese de semialdeído de ácido adípico e semialdeído de ácido pimélico:[00400] Based on the observed activity of Vibrio fluvialis M-aminotransferase activity (HQO418483.1 accession number (WT gene sequence: fragment 325-1686)) on 7-aminoheptanoic acid, the reaction was carried out in the opposite direction, that is, conversion of semialdehyde from pyelic acid to 7-aminoheptanoic acid. Both Vibrio fluvialis M-aminotransferase enzymes, as well as the purified N-terminal-His-Tag from Bacillus wihenstephanensis were evaluated. The acid The amino transaminase from Bacillus weihenstephanensis (accession number JAl14119.1) was expressed and purified using standard techniques. The reactions were carried out with both adipic acid semialdehyde and pyelic acid semialdehyde enzymes and product formation (6-aminocaproic acid and 7T-aminoheptanoic acid) were confirmed by HPLC (Agilent 1200, GraceSmart RP C18 column). General procedure for synthesis of adipic acid semialdehyde and pyelic acid semialdehyde:

[00401] A síntese dos semialdeído C6 & C7 foi realizado de acordo com o esquema geral de reação abaixo, com base nos métodos publicados (Synthetic communications, 21 (8&9), 1075- 1081 (1991): o o G H,SO, To o ny o MeoH remo PCC ta n OoMe poem O n OMe 3a n=1 metil-6- o = til-6- K2S2O; o 1 metil 6 oxihexanoato idroxihexanoato : DP 2b n=2 metil-7- 4a n=2 metil-J- H,SO, o oxoheptanoato 2 to hidroxiheptanoato MeOH 7 Ligase, pH8 1 H o AI Ahora 4a n=1 6-oxihexanoato (sal Na) 4b n=2 7-oxoheptanoato (sal Na) Preparação Metil-6-hidroxihexanoato (2a):[00401] The synthesis of semialdehyde C6 & C7 was carried out according to the general reaction scheme below, based on the published methods (Synthetic communications, 21 (8 & 9), 1075-1081 (1991): oo GH, SO, To o ny o MeoH remo PCC ta n OoMe poem O n OMe 3a n = 1 methyl-6- o = tyl-6- K2S2O; o 1 methyl 6 oxyhexanoate idroxyhexanoate: DP 2b n = 2 methyl-7- 4a n = 2 methyl- J- H, SO, oxoheptanoate 2 to hydroxyheptanoate MeOH 7 Ligase, pH8 1 H or AI Ahora 4a n = 1 6-oxyhexanoate (Na salt) 4b n = 2 7-oxoheptanoate (Na salt) Preparation Methyl-6-hydroxyhexanoate ( 2a):

[00402] Eercaprolactona la (509, 0,425 mol, 1 equiv.) foi dissolvido em metanol (500 mL). O ácido sulfúrico concentrado (1mL) foi carregado e a solução foi aquecida e a solução foi aquecida em refluxo durante a noite. A conversão completa em 2a foi determinada por GC-MS. A reação foi permitida resfriar em RT e água (700 mL) foi carregado. O produto foi extraído em éter de dietila (3 x 200 mLO, seco sob sulfato de magnésio e concentrada para fornecer um líquido claro, colorido (40,7 g). O produto bruto foi destilado sob vácuo elevado (b.p. =[00402] Eercaprolactone la (509, 0.425 mol, 1 equiv.) Was dissolved in methanol (500 ml). Concentrated sulfuric acid (1mL) was charged and the solution was heated and the solution was heated to reflux overnight. Complete conversion to 2a was determined by GC-MS. The reaction was allowed to cool to RT and water (700 mL) was charged. The product was extracted into diethyl ether (3 x 200 mLO, dried over magnesium sulfate and concentrated to provide a clear, colored liquid (40.7 g). The crude product was distilled under high vacuum (b.p. =

120ºC, 7 mbar) para fornecer um óleo colorido 2 a (32,º9g) que foi utilizado diretamente no próximo estágio. Preparação de Metil-7hidroxiheptanoato (2b):120ºC, 7 mbar) to provide a 2 to (32, 9g) colored oil that was used directly in the next stage. Preparation of Methyl-7hydroxyheptanoate (2b):

[00403] O ácido sulfúrico concentrado (1mL), água (120 ml) e metanol foram resfriados em 15ºC em gelo. O perssulfato de potássio (365,6 9, 1,34 mol, 3 equiv.) foi lentamente adicionada com agitação. O cicloheptanoato 1b (50 dg, 0,447mmol, 1 equiv.) em metanol (150 mL)foi adicionado gota a gota durante 45 minutos. A reação foi deixada para aquecer a RT durante a noite com agitação. A conversão completa a 2b foi determinada por GC-MS. Neste ponto, o produto de trabalho descrito par 2a foi seguido. Procedimento geral para oxidação PCC de ésteres hidroxi 2a/b para preparar o aldeídos de éster 3a/b:[00403] Concentrated sulfuric acid (1mL), water (120 ml) and methanol were cooled to 15ºC on ice. Potassium persulfate (365.6 9, 1.34 mol, 3 equiv.) Was added slowly with stirring. Cycloheptanoate 1b (50 dg, 0.447mmol, 1 equiv.) In methanol (150 ml) was added dropwise over 45 minutes. The reaction was left to warm RT overnight with stirring. Complete conversion to 2b was determined by GC-MS. At this point, the work product described in 2a was followed. General procedure for PCC oxidation of hydroxy esters 2a / b to prepare ester aldehydes 3a / b:

[00404] O clorocromato de piridínio (PCC) (60 g) e sílica gel (60 g) foram carregados em um frasco RB de 1L junto com diclorometano (200 mL). A suspensão foi concentrada para secagem para obter um pó fino. Diclorometano (500 mL) foi carregado junto com uma peneira molecular de 3À (70 g). A suspensão foi resfriada a 0ºC em gelo.[00404] Pyridinium chlorochromate (PCC) (60 g) and silica gel (60 g) were loaded into a 1L RB flask along with dichloromethane (200 mL). The suspension was concentrated to dryness to obtain a fine powder. Dichloromethane (500 mL) was loaded along with a 3À molecular sieve (70 g). The suspension was cooled to 0 ° C on ice.

[00405] Cada éster hidroxi (2a, 32,6 9, 2b, 379) foi dissolvido em diclorometano (30mL) e adicionada gota a gota em suspensão de PCC/sílica durante 30 minutos. Após adição com agitação durante 30 minutos, a conversão completa para O éster aldeído 3a/b foi observada por GC-MS. A mistura de reação bruta foi filtrada através de uma almofada de celite. As lavagens com dietil éter (5 x 200 mL) foram feitos para garantir todo o produto fosse lavado em um filtrado marrom claro, escuro. O filtrado foi então passado através de uma almofada de sílica para remover as impurezas coloridas. As lavagens adicionais de dietil éter (e x 100 mL) da almofada de sílica foram feitas. Os filtrados combinados foram concentrados em in vácuo para fornecer um líquido pálido amarelo-esverdeado (3 a, 24,5 g, 3 7,99). O produto bruto foi purificado por rotas curtas de destilação de alto vácuo (3a b.p. = 98ºC, 8 mbar, 3b b.p= 106ºC, 7 mbar) para fornecer, um destilado colorido claro (3 a, 16,9 g, 3b, 49 gq). Os produtos foram caracterizados pela análise 'H e “C NMR.[00405] Each hydroxy ester (2a, 32.69, 2b, 379) was dissolved in dichloromethane (30mL) and added dropwise in a PCC / silica suspension over 30 minutes. After addition with stirring for 30 minutes, complete conversion to Aldehyde ester 3a / b was observed by GC-MS. The crude reaction mixture was filtered through a pad of celite. The washes with diethyl ether (5 x 200 mL) were done to ensure the entire product was washed in a light, dark brown filtrate. The filtrate was then passed through a silica pad to remove colored impurities. Additional washes of diethyl ether (e x 100 ml) from the silica pad were done. The combined filtrates were concentrated in vacuo to provide a pale yellow-green liquid (3 a, 24.5 g, 3 7.99). The crude product was purified by short high vacuum distillation routes (3a bp = 98ºC, 8 mbar, 3b bp = 106ºC, 7 mbar) to provide a light colored distillate (3 a, 16.9 g, 3b, 49 gq ). The products were characterized by 'H and “C NMR analysis.

Procedimento geral para hidrólise de 3 a/b para fazer semialdeído de ácido C6/C7 4a/b usando resina acrílica de lipase imobilizada de Candida antártica:General procedure for hydrolysis of 3 a / b to make C6 / C7 4a / b acid semialdehyde using Candida Antarctica immobilized lipase acrylic resin:

[00406] Cada éster aldeído 3a/b (19, 6,9 mmol, 1 equiv.) foi suspenso em 50 mM de tampão fosfato de sódio (pH 8) (20mL). A resina lipase imobilizada (100 mg) foi carregada e a suspensão foi aquecida para 50'ºC e agitada durante 45 minutos. Após este tempo, GC-MS indicou que o éster de aldeído do material de partida 3a/b foi consumido. A suspensão foi resfriada a RT, as contas de lipase forma filtradas e o filtrado resultante foram concentrados in vácuo para fornecer o semialdeído C6/C7 4a/4b em tampão fosfato. Os produtos foram caracterizados por H NMR.[00406] Each aldehyde ester 3a / b (19, 6.9 mmol, 1 equiv.) Was suspended in 50 mM sodium phosphate buffer (pH 8) (20 ml). The immobilized lipase resin (100 mg) was loaded and the suspension was heated to 50 ° C and stirred for 45 minutes. After this time, GC-MS indicated that the aldehyde ester of the starting material 3a / b was consumed. The suspension was cooled to RT, the lipase beads were filtered and the resulting filtrate was concentrated in vacuo to provide the C6 / C7 4a / 4b semialdehyde in phosphate buffer. The products were characterized by H NMR.

Procedimento geral para hidrólise de 3a/b para fazer os semialdeído de ácido C6/C7 4a/b usando resina acrílica de lipase imobilizada de Candida antártica:General procedure for 3a / b hydrolysis to make C6 / C7 4a / b acid semialdehydes using Antarctic Candida immobilized lipase acrylic resin:

[00407] Cada éster de aldeído 3 a/b (19, 6,9 mmol, 1 equiv.) foi suspenso em 50 mM de tampão fosfato de sódio (pH 8) (20mML). A resina de lipase imobilizada (100 mg) foi carregada e a suspensão foi aquecida a 50ºC e agitada por 45 minutos. Após este período, GC-MS indicou o material de partida de éster aldeído 3 a/b foi consumido. A suspensão foi resfriada em RT, as contas de lipase foram filtradas e o filtrado resultante foi concentrado in vácuo para fornecer O semialdeído bruto C6/C7 4a/4b em tampão fosfato. Os produtos foram caracterizados por 'H NMR. Condições de biotransformação de transaminase de ácido V.f. WO-amino Referência do livro de laboratório Kg 1112-021-10 Concentração do substrato 5 mM (ácido 6-0x0 hexenóico) mM (ácido 7-oxo heptanóico) L-monosódio glutamato (doador 100 mM amino) Carga de biocatalisador (9/L) com| 15 g/L equivalentes de base em todo equivalente celular toda a célula* (WCE) (extrato livre celular) Temperatura (grau O) Volume de reação final *O termo equivalentes de toda a célula (WCE) é o termo que é utilizado para estimar a quantidade de biocatalisador presente no extrato livre de célula para a lise celular. Isto é calculado pela ressuspensão de um peso conhecido de todas as células úmido em um volume de tampão de lise definido. Por exemplo, se lg de pelotas de célula total úmida é suspensa em mL de tampão de lise, a concentração WCE é 1009/L. tipicamente, nós preparamos uma suspensão estoque de biocatalisadores neste caminho e diluímos este estoque quando necessário para obter a concentração de biocatalisador desejada em cada biotransformação. Protocolos para preparação in situ de substratos de semialdeído C6/C7 utilizados na biotransformação:[00407] Each aldehyde ester 3 a / b (19, 6.9 mmol, 1 equiv.) Was suspended in 50 mM sodium phosphate buffer (pH 8) (20mML). The immobilized lipase resin (100 mg) was loaded and the suspension was heated to 50ºC and stirred for 45 minutes. After this period, GC-MS indicated the aldehyde ester starting material 3 a / b was consumed. The suspension was cooled in RT, the lipase beads were filtered and the resulting filtrate was concentrated in vacuo to provide the crude semialdehyde C6 / C7 4a / 4b in phosphate buffer. The products were characterized by 'H NMR. Biotransformation conditions of V.f. acid transaminase WO-amino Laboratory book reference Kg 1112-021-10 Substrate concentration 5 mM (6-0x0 hexenoic acid) mM (7-oxo heptanoic acid) L-monosodium glutamate (100 mM amino donor) Biocatalyst load (9 / L) with | 15 g / L base equivalents in every cell equivalent throughout the cell * (WCE) (free cell extract) Temperature (grade O) Final reaction volume * The term whole cell equivalents (WCE) is the term that is used for estimate the amount of biocatalyst present in the cell-free extract for cell lysis. This is calculated by resuspending a known weight of all wet cells in a defined volume of lysis buffer. For example, if 1 g of wet total cell pellets is suspended in 1 ml of lysis buffer, the WCE concentration is 1009 / L. typically, we prepare a stock suspension of biocatalysts on this path and dilute this stock when necessary to obtain the desired biocatalyst concentration in each biotransformation. Protocols for in situ preparation of C6 / C7 semialdehyde substrates used in biotransformation:

[00408] 10mM de soluções de estoque de semialdeído C6 e C7 foram preparados antes do teste. O protocolo a seguir foi utilizado para preparar estas soluções de estoque: 10 mM de aldeído de éster de metila foi suspenso em 50 mM de fosfato de sódio (pH 7) (50 mL). A resina acrílica lipase imobilizada a partir de Candida antarctica 910 mg) foi carregada. A suspensão foi aquecida a 50ºC e agitada por 1 hora. A análise de TCL indicou o consumo completo do material de partida após este período. A reação foi resfriada em RT, as contas foram filtradas e o filtrado, contendo -10mMM de semialdeído, foi utilizado diretamente em cada biotransformação. Protocolo de biotransformação da transaminase de ácido V.f. W-amino:[00408] 10mM of C6 and C7 semialdehyde stock solutions were prepared before testing. The following protocol was used to prepare these stock solutions: 10 mM of methyl ester aldehyde was suspended in 50 mM of sodium phosphate (pH 7) (50 mL). The acrylic lipase resin immobilized from Candida antarctica 910 mg) was loaded. The suspension was heated to 50ºC and stirred for 1 hour. The TCL analysis indicated the complete consumption of the starting material after this period. The reaction was cooled in RT, the beads were filtered and the filtrate, containing -10mMM of semialdehyde, was used directly in each biotransformation. V.f. acid transaminase biotransformation protocol. W-amino:

[00409] 6 biotransformações foram então realizadas, cada uma com um volume final de 5 mL. Cada biotransformação compreendeu 5mM de semialdeído, 100 mM de glutamato L- monosódico e o biocatalisador, que foi carregado como extrato livre de célula para resultar em uma concentração de 15 g/l de equivalentes de toda a célula. As reações foram realizadas em 30ºC em tubos Falcon de 15 mL com agitação em pH 7. Cada biotransformação foi amostrada periodicamente e analisada por HPLC. Antes da injeção, cada amostra foi aquecida a 100ºC durante 5 minutos, agitada em 14000 rpm durante 2 minutos e filtrada através de um filtro de seringa com 0,2 mícrons. Lista de biotransformações realizadas de transaminase de ácido V.f. W-amino:[00409] 6 biotransformations were then performed, each with a final volume of 5 ml. Each biotransformation comprised 5mM of semialdehyde, 100 mM of L-monosodium glutamate and the biocatalyst, which was loaded as a cell-free extract to result in a concentration of 15 g / l of equivalents from the entire cell. The reactions were carried out at 30ºC in 15 mL Falcon tubes with stirring at pH 7. Each biotransformation was periodically sampled and analyzed by HPLC. Before injection, each sample was heated to 100ºC for 5 minutes, stirred at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter. List of biotransformations carried out for V.f. acid transaminase. W-amino:

ID do Substrato biocatalisador Comentário experimento KG1112-021-10- | Ácido 6-0xo- |Extrato livre de 86 hexanóico célula de transaminase de ácido Mw-amino V. KG1112-021-10- Ácido 6-o0xo-| E.coli BW25113 Controle 96 hexanóico Adadax negativo usando células hospedeiras com vetor vazio KG1012-021-80-6 Ácido 6-oxo- Água hexanóico KG1112-021-10- | Ácido 7-oxo- |Extrato livre de 87 heptanóico célula de transaminase de ácido Mw-amino V. KG1112-021-10- | Ácido 7-ox0-| E.coli BW25113 Controle 97 heptanóico AdadAX negativo usando células hospedeiras com o vetor vazio KG1012-021-80-3| Ácido 7-oxo- água Controle heptanóico negativo usando águaBiocatalyst Substrate ID Comment experiment KG1112-021-10- | 6-0xo- acid | Free extract of 86 hexanoic cell transaminase of Mw-amino V acid. KG1112-021-10- 6-O0xo- acid | E.coli BW25113 Negative 96 Adadax hexanoic control using host cells with empty vector KG1012-021-80-6 6-Oxo- acid Hexanoic water KG1112-021-10- | 7-Oxo- acid | Free extract of 87 heptanoic cell transaminase Mw-amino V acid. KG1112-021-10- | 7-ox0- acid | E.coli BW25113 AdadAX negative 97 heptanoic control using host cells with empty vector KG1012-021-80-3 | 7-Oxo-water acid Negative heptanoic control using water

[00410] Resultados das biotransformações de transaminase de ácido mw-amino V.f.:[00410] Results of biotransformations of m.f-amino acid trans.finase V.f .:

[00411] Foi demonstrado com sucesso que transaminase de ácido M-amino V.f tem atividade em relação ao ácido 6-o0xo hexenóico e ácido 7-oxo heptanóico. A formação do correspondente ácido 6-amino hexenóico e produtos de ácido 7- amino heptanóico foram medidos por HPLC. A identificação do pico do produto foi determinada por correlação do tempo de retenção de seu respectivo padrão de referência externa.[00411] M-amino V.f transaminase has been successfully demonstrated to have activity in relation to 6-oxo hexenoic acid and 7-oxo heptanoic acid. The formation of the corresponding 6-amino hexenoic acid and 7-amino heptanoic acid products were measured by HPLC. The peak product identification was determined by correlating the retention time of its respective external reference standard.

[00412] Foi observado que significativamente mais ácido 6- amino hexenóico foi gerado sob estas condições, provendo forte evidência de que esta transaminase tem maior atividade em relação ao ácido 6-0xo hexenóico comparado ao ácido 7-oxo heptanóico.[00412] It was observed that significantly more 6-amino hexenoic acid was generated under these conditions, providing strong evidence that this transaminase has greater activity in relation to 6-0xo hexenoic acid compared to 7-oxo heptanoic acid.

[00413] Em ambos os casos, quantidades significantes de cada produto foram também observadas no experimento de controle negativo usando as células com vetor vazio, ou seja cepas de E. coli não expressando a transaminase alvo. Nós previmos que estes resultados são devido à atividade de transaminase antecedente do extrato livre de célula hospedeira. Entretanto, os resultados de HPLC demonstram claramente que para ambos os substratos, níveis maiores de produto foram formados nos experimentos contendo células com a enzima transaminase co-expressa comparada aos controles negativos. Sem formação de produto observada tanto nos experimentos controle negativo usando água como uma substituição para extrato livre de célula. Condições de biotransformação (N-ter-His-Tag) transaminase de ácido Mw-amino B.d: Concentração do 10 mM substrato Glutamato de L- 100 mM monossódico (doador amino) Carga de 100 ul purificado N-ter-His-Tag biocatalisador (9/L) 10 ul purificado de N-ter-His-Tag 1 ul purificado de N-ter-His-Tag Volume final de 5 mb reação Protocolo de biotransformação (N-ter-His-Tag) transaminase de ácido Mw-amino B.d:[00413] In both cases, significant amounts of each product were also observed in the negative control experiment using cells with an empty vector, ie E. coli strains not expressing the target transaminase. We predict that these results are due to the preceding transaminase activity of the free host cell extract. However, the HPLC results clearly demonstrate that for both substrates, higher levels of product were formed in experiments containing cells with the co-expressed transaminase enzyme compared to negative controls. No product formation observed either in the negative control experiments using water as a replacement for cell-free extract. Biotransformation conditions (N-ter-His-Tag) Mw-amino Bd acid transaminase: Concentration of the 10 mM monosodium L-100 mM glutamate substrate (amino donor) 100 ul charge purified N-ter-His-Tag biocatalyst ( 9 / L) 10 ul purified N-ter-His-Tag 1 ul purified N-ter-His-Tag Final volume of 5 mb reaction Biotransformation protocol (N-ter-His-Tag) Mw-amino acid transaminase Bd:

[00414] 14 biotransformações foram então realizadas em um volume final de 1 mL. Cada biotransformação compreendendo 10 mM de semialdeído, 100 mM de glutamato de L-monosódico e uma faixa de volumes de alíquotas de enzima purificada (100, 10 e[00414] 14 biotransformations were then performed in a final volume of 1 ml. Each biotransformation comprising 10 mM semialdehyde, 100 mM L-monosodium glutamate and a range of volumes of purified enzyme aliquots (100, 10 and

1 uL). Isto foi feito para avaliar a atividade da transaminase em concentrações de proteína diferente.1 µL). This was done to assess transaminase activity at different protein concentrations.

Cada biotransformação foi realizada em um pH 7 e colocada em um incubador com agitação a 30ºC (250 rpm). A amostragem foi feita periodicamente e analisada por HPLC.Each biotransformation was carried out at pH 7 and placed in an incubator with shaking at 30ºC (250 rpm). Sampling was performed periodically and analyzed by HPLC.

Antes da injeção, cada amostra foi aquecida a 100ºC durante 5 minutos, girada a 14000 rpm durante 2 minutos e filtrada através e um filtro de seringa de 0,2 microns.Before injection, each sample was heated to 100ºC for 5 minutes, rotated at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter.

Lista de biotransformação (N-ter-His-Tag) transaminase de ácido W amino B.d&: Substrato |biocatalisador |Volume de comentário biocata- lisador 1 | Ácido 6- |transaminase del 100 uu Alíquota utilizada da oxo- ácido M-amino enzima purificada N- hexanóico B.OM ter-His-Tag 2 | Ácido 6- | E. coli (BL21 100 UL Controle negativo oxXxo- DE3) usando células hexanóico hospedeiras com vetor vazio.List of biotransformation (N-ter-His-Tag) W amino acid transaminase B.d &: Substrate | biocatalyst | Biocatalyst comment volume 1 | Acid 6- | transaminase del 100 uu Aliquot used of the oxo-acid M-amino purified enzyme N-hexanoic B.OM ter-His-Tag 2 | Acid 6- | E. coli (BL21 100 UL OxXxo- DE3 negative control) using hexanoic host cells with empty vector.

Submetida ao mesmo processo de purificação que a cepa de super- expressão 3 | Ácido 6- Água 100 UL Controle negativo oxo- usando água ao invés hexanóico de células Ácido 6- |transaminase de 10 UL oxo- ácido M-amino hexanóico B.O [Ácido 6- | E. coli (BL21 10 UL oxXxo- DE3) hexanóico Ácido 6- |transaminase de 1 ul oxo- ácido M-amino hexanóico B.OM ma oxo- DE3) hexanóico Ácido 7- |transaminase del 100 uL Alíquota utilizada da oxo- ácido M-amino enzima purificada N- heptanóico| B.O ter-His-Tag 9 [Ácido 7- | E. coli (BL21 100 UL Controle negativo oxXxo- DE3) usando células heptanóico hospedeiras com vetor vazio.Undergoing the same purification process as the superexpression strain 3 | Acid 6- Water 100 UL Oxo-negative control using water instead of hexanoic cells 10-UL transaminase 10 UL oxo-oxo M-amino hexanoic acid B.O [Acid 6- | E. coli (BL21 10 UL oxXxo- DE3) hexanoic acid 6- | transaminase 1 ul oxo-M-amino hexanoic acid B.OM ma oxo- DE3) hexanoic acid 7- | transaminase del 100 uL Aliquot used of the oxo-acid M-amino purified enzyme N-heptanoic | B.The ter-His-Tag 9 [Acid 7- | E. coli (BL21 100 UL OxXxo- DE3 negative control) using heptanoic host cells with empty vector.

Submetido ao mesmo processo de purificação como o da cepa super-expressa 10| Ácido 7- água 100 UuL Controle negativo oxXxo- usando água ao invés heptanóico) de célulasSubjected to the same purification process as the super express strain 10 | Acid 7- water 100 UuL Negative oxXxo- control using water instead of heptanoic) from cells

11| Ácido 7- |transaminase de 10 ul oxo- ácido Mw-amino heptanóico B.OM 12] Ácido 7- | E. coli (BL21 10 ul oxXxo- DES3) heptanóico 13| Ácido 7- |transaminase de 1 u1º oxo- ácido Mm-amino heptanóico B.O 14| Ácido 7- | E. coli (BL21 1 UL oxo- DE3) heptanóico) Resultados de da biotransformação de transaminase de ácido M-amino B.dA11 | Acid 7- | 10 ul transaminase Mw-amino heptanoic acid B.OM 12] Acid 7- | E. coli (BL21 10 ul oxXxo- DES3) heptanoic 13 | 7- | transaminase acid of 1 u1º oxo Mm-amino heptanoic acid B.O 14 | Acid 7- | E. coli (BL21 1 UL oxo-DE3) heptanoic) Results of biotransformation of M-amino B.dA transaminase biotransformation

[00415] Foi demonstrado que a transaminase de ácido M-amino B.Mm N-ter-His-Tag tem baixa atividade em relação ao ácido 6- oxo hexenóico e ácido 7-oxo-heptanóico. Os resultados HPLC demonstram que os produtos de ácido amino desejado foram formados nos experimentos onde 100 UL da enzima purificada foram carregadas.[00415] M-amino B.Mm N-ter-His-Tag acid transaminase has been shown to have low activity compared to 6-oxo hexenoic acid and 7-oxo-heptanoic acid. The HPLC results demonstrate that the desired amino acid products were formed in experiments where 100 UL of the purified enzyme was loaded.

[00416] Parece não ter diferença significante entre a especificidade de substrato de C6 e C7, quando os níveis de produtos medidos em cada experimento foram comparados. Entretanto, em ambos os casos, o nível do produto formado foi muito baixo.[00416] There seems to be no significant difference between the substrate specificity of C6 and C7, when the product levels measured in each experiment were compared. However, in both cases, the level of the product formed was very low.

[00417] Para garantir a identificação correta dos picos do produto em nível baixo nos cromatogramas relacionados, uma série de amostras prega o uso de padrões de referência externa apropriados foram realizadas. Em cada caso, um aumento claro no tamanho do pico do produto foi observado. O volume prega um padrão de referência externo foi proporcional para aumentar no pico de amplitude observado. Condições analíticas HPLC:[00417] In order to ensure the correct identification of the product peaks at a low level in the related chromatograms, a series of samples preach the use of appropriate external reference standards were performed. In each case, a clear increase in the peak product size was observed. The volume folds an external reference pattern was proportional to increase at the observed peak amplitude. HPLC analytical conditions:

[00418] Instrumento: Agilent 1200; Coluna: GraceSmart RPC18[00418] Instrument: Agilent 1200; Column: GraceSmart RPC18

150 x 4,6 mm, 5 microns; Temperatura da Coluna: 40ºC, taxa de fluxo: 1 mL/minuto; Detecção: UV 338 nm; volume de injeção: 14 ul, fase móvel: Linha A: 5 mM de fosfato de sódio; pH 7; Linha B: acetonitrila. Gradiente: Rr | 6 | 8 | PB e | == Derivatisação de pré-coluna HPLC não-quiral foi realizada como a seguir, para cada amostra que foi tomada:150 x 4.6 mm, 5 microns; Column temperature: 40ºC, flow rate: 1 mL / minute; Detection: UV 338 nm; injection volume: 14 ul, mobile phase: Line A: 5 mM sodium phosphate; pH 7; Line B: acetonitrile. Gradient: Rr | 6 | 8 | PB and | == Derivatisation of non-chiral HPLC pre-column was performed as follows, for each sample that was taken:

[00419] Uma solução de 5 mL contendo B-mercaptoetanol (50 UuL), o-ftaldialdeído (50 mg), 400 mM de tampão de borato de potássio, pH 10 (4,5 mL) e metanol (0,5 mL) foi preparada. A derivatisação foi feita no auto-amostrador de HPLC usando o programa injetor a seguir; 2 UL de amostra, 6 UML de mistura de derivatisação,6 UuL de tampão borato de potássio, pH10, foi misturado na alça do injetor e mantida por 4 minutos antes da injeção.[00419] A 5 mL solution containing B-mercaptoethanol (50 UuL), o-phthalialdehyde (50 mg), 400 mM potassium borate buffer, pH 10 (4.5 mL) and methanol (0.5 mL) was prepared. Derivatisation was performed on the HPLC auto-sampler using the injector program below; 2 UL of sample, 6 UML of derivatisation mixture, 6 UuL of potassium borate buffer, pH10, was mixed in the injector handle and held for 4 minutes before injection.

[00420] Concentrações padrões de referência: 10 mM de ácido 6-amino capróico; 10 mM de ácido 7-amino hexenóico; 50 mM de glutamato L-monossódico.[00420] Standard reference concentrations: 10 mM 6-amino capranoic acid; 10 mM 7-amino hexenoic acid; 50 mM of L-monosodium glutamate.

[00421] Conclusão: a conversão de semialdeído de ácido adípico e semialdeído de ácido pimélico para o correspondente ácido 6-amino hexenóico e ácido 7-amino heptanóico foi medido por HPLC. Os ésteres de semialdeido de metila forma preparados quimicamente, o estágio final da síntese foi hidrólise do éster de metila apropriado usando uma lipase imobilizada dando origem a uma solução de semialdeído que foi utilizada sem purificação adicional. A formação do produto (ácido W-amino) foi observada para ambos os semialdeído de c6 e C7 usando a aminotransferases Omega de ambos, Bacillus spahericus D-AAAT (gene WT: U26732.1 (fragmento 427.1278) proteína WT: P54693.1) como um exemplo de uma aminotransferase de ácido alfa-amino D-seletivo para demonstrar a conversão de Qa-ceto suberato em Qa-ramino- suberato. Procedimento geral para preparação de substratos de ácido 2- oxo: o o HO. Eto n OH —> n OEt Oo 1 o 2 n=1 ácido adípico n=1 adipato de dietila n=2 ácido pimélico n=2 pimelato de dietila o o Eto Ho. O-Nat <—— n OEt n Oo o Oo o o OEt + 3 n=1 sal monossódico de 2-0x0o pimelato n=1 adipato de n=2 sal monossódico de 2-0xo suberato trietil oxalila n=2 pimelato de trietil oxalila Literatura de referência: J. Org. Chem. 1986, 51, 2389-2391 and Organic syntheses, Coll. Vol. 3, p510, 1955 Preparação de éster de dietila (2):[00421] Conclusion: the conversion of semialdehyde from adipic acid and semialdehyde from pyelic acid to the corresponding 6-amino hexenoic acid and 7-amino heptanoic acid was measured by HPLC. The methyl semialdehyde esters were chemically prepared, the final stage of synthesis was hydrolysis of the appropriate methyl ester using an immobilized lipase giving rise to a semialdehyde solution which was used without further purification. Product formation (W-amino acid) was observed for both c6 and C7 semialdehyde using the Omega aminotransferases from both, Bacillus spahericus D-AAAT (WT gene: U26732.1 (fragment 427.1278) WT protein: P54693.1) as an example of a D-selective alpha-amino acid aminotransferase to demonstrate the conversion of Qa-keto suberate to Qa-ramino-suberate. General procedure for preparing 2-oxo acid substrates: o HO. Eto n OH -> n OEt Oo 1 o 2 n = 1 adipic acid n = 1 diethyl adipate n = 2 pyelic acid n = 2 diethyl pimelate o Eto Ho. O-Nat <—— n OEt n Oo o Oo oo OEt + 3 n = 1 monosodium salt of 2-0x0o pimelate n = 1 adipate of n = 2 monosodium salt of 2-0x suberate triethyl oxalyl n = 2 triethyl oxalyl pimelate Reference literature: J. Org. Chem. 1986, 51, 2389-2391 and Organic syntheses, Coll. Vol. 3, p510, 1955 Preparation of diethyl ester (2):

[00422] Um frasco RB contendo etanol absoluto (880 mL) foi resfriado a 0ºC. O cloreto de acetila (124 mL, 1,71 mol, 7 equiv.) foi adicionado gota a gota por 1 hora. O ácido dióico[00422] A RB flask containing absolute ethanol (880 mL) was cooled to 0ºC. Acetyl chloride (124 mL, 1.71 mol, 7 equiv.) Was added dropwise over 1 hour. Dioic acid

(1) (0,245 mol, 1 equiv.) foi carregado e a suspensão resultante foi deixada aquecer a RT. Uma vez que a reação foi completada, como determinado por uma cromatografia de camada fina, água (300 mL) foi carregada e o etanol foi removido por evaporação. A solução aquosa remanescente foi neutralizada em pH 7 com solução de bicarbonato de sódio saturada. O produto foi extraído com éter de metil-terc-butila (3 x250 mL), seco sob sulfato de sódio, filtrado e concentrado in vácuo para conseguir o éster de dietila bruto (2) como um óleo colorido em um rendimento isolado de 70%. O éster de dietila foi purificado por destilação de alto vácuo antes do estágio seguinte.(1) (0.245 mol, 1 equiv.) Was loaded and the resulting suspension was allowed to warm to RT. Once the reaction was completed, as determined by thin layer chromatography, water (300 ml) was charged and the ethanol was removed by evaporation. The remaining aqueous solution was neutralized to pH 7 with saturated sodium bicarbonate solution. The product was extracted with methyl tert-butyl ether (3 x 250 ml), dried over sodium sulfate, filtered and concentrated in vacuo to obtain the crude diethyl ester (2) as a colored oil in an isolated yield of 70% . The diethyl ester was purified by high vacuum distillation before the next stage.

Preparação do intermediário de trietil oxalila (3):Preparation of the triethyl oxalyl intermediate (3):

[00423] Em um frasco seco na chama contendo éter de dietil anidro (161 mL) foi carregado com grumos de metais de potássio (89, 206 mmol, 1 equiv.) sob uma atmosfera de nitrogênio. O etanol anidro (32 mL, 536 mmol, 2,6 equiv.) foi adicionado gota a gota durante 30 minutos. Uma vez que O metal de potássio foi completamente dissolvido (gentilmente aquecido a 30ºC foi necessário) uma solução amarela pálida foi observada. O oxalato de dietila (27,5 mL, 206 mmol, 1 equiv.) foi adicionado rapidamente com boa agitação. Neste ponto, o intermediário do éster de dietila (2) (206 mmol, 1 equiv.) em éter de dietila (50 mL) foi adicionado durante 10 minutos. Uma suspensão laranja formada durante a adição, a qual foi resfriada em gelo para 0ºC. Após 2 horas, os sólidos foram filtrados e o bolo de filtro lavado foi feito usando éter de dietila (5x 50 mL). O bolo de filtro (1º colheita) foi coletado e o filtrado foi armazenado em 4ºC durante a noite. O sólido precipitado adicional durante a noite (2º colheita). Isto foi filtrado e combinado com a 1º colheita para fornecer um sólido amarelo (33,7 g). Isto foi suspenso em 5M de ácido clorídrico e extrações de éter de dietila (3 x 100 mL) foram realizadas. Os orgânicos combinados foram lavados com salmoura (1 x 100 mL), seco durante sulfato de magnésio, filtrado e concentrado para fornecer o intermediário de trietil oxalila (3 ) como um óleo amarelo bruto (24,5 g).[00423] In a flame-dried flask containing anhydrous diethyl ether (161 mL) was loaded with lumps of potassium metals (89, 206 mmol, 1 equiv.) Under an atmosphere of nitrogen. Anhydrous ethanol (32 ml, 536 mmol, 2.6 equiv.) Was added dropwise over 30 minutes. Once the potassium metal was completely dissolved (gently heated to 30ºC it was necessary) a pale yellow solution was observed. Diethyl oxalate (27.5 ml, 206 mmol, 1 equiv.) Was added quickly with good stirring. At this point, the intermediate of the diethyl ester (2) (206 mmol, 1 equiv.) In diethyl ether (50 ml) was added over 10 minutes. An orange suspension formed during the addition, which was cooled on ice to 0ºC. After 2 hours, the solids were filtered and the washed filter cake was made using diethyl ether (5x 50 ml). The filter cake (1st harvest) was collected and the filtrate was stored at 4ºC overnight. The additional precipitated solid overnight (2nd harvest). This was filtered and combined with the 1st crop to provide a yellow solid (33.7 g). This was suspended in 5M hydrochloric acid and extractions of diethyl ether (3 x 100 ml) were performed. The combined organics were washed with brine (1 x 100 mL), dried over magnesium sulfate, filtered and concentrated to provide the triethyl oxalyl intermediate (3) as a crude yellow oil (24.5 g).

[00424] Isolamento e hidrólise do produto (4):[00424] Isolation and hydrolysis of the product (4):

[00425] Para o intermediário bruto de trietil oxalila (3) (24,5 g) foi dissolvido em 10M de ácido clorídrico (100 mL) e deixado em agitação durante a noite em RT. A mistura de reação foi concentrada in vácuo para fornecer um óleo laranja pegajoso. Este foi dissolvido em acetona (100 mL) e carvão ativado (49) foi carregado. A suspensão foi deixada em agitação durante a noite em RT e filtrada através de uma almofada de celite. O bolo de filtro foi lavado com acetona (5 x 10 mL) e o filtrado amarelo pálido resultante foi concentrado para fornecer um óleo laranja pálido (20,5 g).[00425] For the crude triethyl oxalyl intermediate (3) (24.5 g) it was dissolved in 10M hydrochloric acid (100 mL) and left stirring overnight at RT. The reaction mixture was concentrated in vacuo to provide a sticky orange oil. This was dissolved in acetone (100 ml) and activated carbon (49) was loaded. The suspension was left stirring overnight at RT and filtered through a pad of celite. The filter cake was washed with acetone (5 x 10 ml) and the resulting pale yellow filtrate was concentrated to provide a pale orange oil (20.5 g).

[00426] O produto foi redissolvido em água (10 mL) (pH 0,2) e neutralizado em pH 4 com 10 M de hidróxido de sódio. Uma suspensão amarela pálida formada que foi resfriada a 0ºC. o álcool isopropila (10mML) foi carregada com agitação. A suspensão resultante foi filtrada para fornecer um bolo de filtro branco-amarelado (7,4 gq) que foi transferido em um dissecador a vácuo e seco durante a noite. Após este tempo, O produto foi isolado como um sólido branco-amarelado (3,77 g). NMR foi utilizado para caracterizar o produto final (ver seção de anexos para espectro). Condições de biotransformação: IlvE (aminotransferase L-[00426] The product was redissolved in water (10 ml) (pH 0.2) and neutralized at pH 4 with 10 M sodium hydroxide. A pale yellow suspension formed that was cooled to 0ºC. the isopropyl alcohol (10mML) was loaded with stirring. The resulting suspension was filtered to provide a yellowish-white filter cake (7.4 gq) which was transferred to a vacuum dissector and dried overnight. After this time, the product was isolated as a white-yellow solid (3.77 g). NMR was used to characterize the final product (see section of annexes for spectrum). Biotransformation conditions: IlvE (L-aminotransferase-

seletiva) Referência do livro de laboratório RH0912-021-56 Concentração do substrato L-monossódico glutamato 50 mM (doador amino) Carga de biocatalisador (9/L) 100 g/L de células completas (I1vE) Temperatura (grau C) Volume de reação final B.s. D-AAAT (aminotransferase de D-seletiva) Referência do livro de laboratório KG1012-021-59 (2-oxo-suberato) KG1012-021-93 (2-oxo-suberato) Concentração do substrato D-alanina (doador amino) Co-fator de fosfato de piridoxal Carga de biocatalisador (9/L) com | 21 g/L de equivalentes base nos equivalentes de células de células completas completas (WCE) Temperatura (grau C) Volume de reação final Protocolos de biotransformação: IlvE (L-AAAT)selective) Laboratory book reference RH0912-021-56 Concentration of the substrate L-monosodium glutamate 50 mM (amino donor) Biocatalyst load (9 / L) 100 g / L of complete cells (I1vE) Temperature (degree C) final reaction bs D-AAAT (D-selective aminotransferase) Laboratory book reference KG1012-021-59 (2-oxo-suberate) KG1012-021-93 (2-oxo-suberate) D-alanine substrate concentration (amino donor) Co -pyridoxal phosphate factor Biocatalyst load (9 / L) with | 21 g / L of base equivalents in complete whole cell (WCE) cell equivalents Temperature (grade C) Final reaction volume Biotransformation protocols: IlvE (L-AAAT)

[00427] 4 biotransformações foram realizadas cada uma em um volume final de 5 mL. Cada biotransformação compreendeu substratos de 10 mM e 50 mM de L-monossódico glutamato. O biocatalisador foi carregado como células completas para resultar em uma concentração final de 100g9/L. As reações foram realizadas a 30ºC em tubos Falcon de 15 mL com agitação. Cada biotransformação foi amostrada periodicamente e analisada por HPLC. Antes da injeção, cada amostra foi aquecida ao 100ºC durante 5 minutos, agitado a 14000 rpm durante 2 minutos e filtrado através de um filtro de seringa de 0,2 microns.[00427] 4 biotransformations were performed each in a final volume of 5 ml. Each biotransformation comprised 10 mM and 50 mM L-monosodium glutamate substrates. The biocatalyst was loaded as complete cells to result in a final concentration of 100g9 / L. The reactions were carried out at 30ºC in 15 ml Falcon tubes with agitation. Each biotransformation was sampled periodically and analyzed by HPLC. Before injection, each sample was heated to 100ºC for 5 minutes, stirred at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter.

ID do Substrato Biocatalisador |Comentário Experimento RH0912-56-1 | 2-oxo-pimelato|1IlvE de células completas RH0912-56-2 |2-oxo-suberato | IlvE de células completas RH0912-56-3 |2-oxo-pimelato Água Controle negativo RH0912-56-4 |2-oxo-suberato Água Controle negativo B.s. D-AAAT:Biocatalyst Substrate ID | Comment Experiment RH0912-56-1 | 2-oxo-pimelate | 1 full-cell IL0912-56-2 | 2-oxo-suberate | Complete cell ilvE RH0912-56-3 | 2-oxo-pimelate Water Negative control RH0912-56-4 | 2-oxo-suberate Water Negative control B.s. D-AAAT:

[00428] 9 biotransformações foram realizadas em um volume final de 5 mL. Cada biotransformação compreendeu substratos de 10 mM, 50 mM de D-alanina e 0,4 mM de fosfato de piridoxal. O biocatalisador foi carregado como um extrato livre de células para obter uma concentração final de 29/L de equivalentes de células totais. As reações foram realizadas a 30ºC em tubos Falcon de 15 mL em um incubador com agitação. Cada biotransformação foi amostrada periodicamente e analisada por HPLC. Antes da injeção, cada amostra foi aquecida ao 100ºC durante 5 minutos, agitado a 14000 rpm durante 2 minutos e filtrado através de um filtro de seringa de 0,2 microns.[00428] 9 biotransformations were performed in a final volume of 5 mL. Each biotransformation comprised 10 mM substrates, 50 mM D-alanine and 0.4 mM pyridoxal phosphate. The biocatalyst was loaded as a cell-free extract to obtain a final concentration of 29 / L of total cell equivalents. The reactions were carried out at 30ºC in 15 mL Falcon tubes in a shaking incubator. Each biotransformation was sampled periodically and analyzed by HPLC. Before injection, each sample was heated to 100ºC for 5 minutes, stirred at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter.

ID do Substrato biocatalisador Comentário Experimento KG1012-59-1 | Ácido 2-0x0o- |B.s. DAAAT extrato| Controle glutárico livre de célula positivo KG1012-59-2 | Ácido 2-0x0- 117 vetor vazio Controle glutárico negativo KG1012-59-3 | Ácido 2-o0xo- Água Controle glutárico negativo KG1012-59-4 [2-oxo-suberato B.s. D-AAAT (sal de sódio)| extrato livre de célula KG1012-59-5 [2-oxo-suberato| 117 vetor vazio Controle (sal de sódio) negativo KG1012-59-6 |2-oxo-suberato água Controle (sal de sódio) negativo KG1012-93-1 |2-oxo-pimelato|B.s D-AAAT extrato (sal de sódio) livre de célula KG1012-93-2 |2-oxo-pimelato| 117 vetor vazio Controle (sal de sódio) negativo KG1012-93-3 [2-oxo-pimelato Água Controle (sal de sódio) negativo Conclusão:Biocatalyst Substrate ID Comment Experiment KG1012-59-1 | Acid 2-0x0o- | B.s. DAAAT extract | Glutaric cell-free positive control KG1012-59-2 | 2-0x0- 117 acid empty vector Negative glutaric control KG1012-59-3 | Acid 2-oxo-Water Negative glutaric control KG1012-59-4 [2-oxo-suberate B.s. D-AAAT (sodium salt) | cell free extract KG1012-59-5 [2-oxo-suberate | 117 empty vector Negative control (sodium salt) KG1012-59-6 | 2-oxo-suberate water Negative control (sodium salt) KG1012-93-1 | 2-oxo-pimelate | Bs D-AAAT extract (sodium salt ) cell-free KG1012-93-2 | 2-oxo-pimelate | 117 empty vector Negative control (sodium salt) KG1012-93-3 [2-oxo-pimelate Negative water control (sodium salt) Conclusion:

[00429] Usando E. coli IlvE demonstrou com sucesso que os produtos de ácido subérico L-2-amino e de ácido pimélico L-2- amino foram gerados a partir de 2-oxo suberato e 2-oxo pimelato.[00429] Using E. coli IlvE successfully demonstrated that the L-2-amino submeric acid and L-2-amino pyelic acid products were generated from 2-oxo suberate and 2-oxo pimelate.

[00430] Os resultados da biotransformação foram determinados por correlação de HPLC nos tempos de retenção do padrão de referência externa para os picos do produto observados formados em cada biotransformação.[00430] The results of biotransformation were determined by HPLC correlation in the retention times of the external reference standard for the observed product peaks formed in each biotransformation.

[00431] Um método de HPLC de derivatisação não-quiral foi empregado para capacitar a detecção dos adutos do produto derivatisado correspondente em 338 nm em uma fase reversa em coluna C18. IlvE é bem conhecido como sendo enantio- específico formando apenas os ácidos L-amino a partir dos ceto-ácidos de modo que um método aquiral analítico foi utilizado para simplicidade. Os detalhes para o protocolo de derivatisação não quiral são destacados na seção anexa.[00431] A non-chiral derivatisation HPLC method was employed to enable the detection of the adducts of the corresponding derivative product at 338 nm in a reverse phase in column C18. IlvE is well known to be enantiospecific by forming only L-amino acids from keto acids so that an analytical achiral method was used for simplicity. Details for the non-chiral derivatisation protocol are highlighted in the attached section.

[00432] Parece que a atividade da enzima em relação ao ácido pimélico L-2-amino/ pimelato 2-0oxo medido por HPLC é consideravelmente menor que o ácido subérico L-2-amino/2-oxo suberato sob estas condições. Para investigar este resultado surpreendente adicional, a biotransformação foi repetida usando uma batelada diferente de 2-0xo pimelato, entretanto o mesmo resultado foi obtido, sugerindo que a atividade em relação ao composto C8 realmente está maior do que em relação aos opostos c7. Isto é particularmente surpreendente resultante daquele C5 amino-diácido, ácido glutâmico, é um doador amino comum para todas estas reações.[00432] It appears that the activity of the enzyme in relation to the L-2-amino / pimelate 2-0oxo pyelic acid measured by HPLC is considerably less than the L-2-amino / 2-oxo suberate submeric acid under these conditions. To investigate this additional surprising result, biotransformation was repeated using a different batch of 2-0x pimelate, however the same result was obtained, suggesting that the activity with respect to compound C8 is actually greater than with respect to c7 opposites. This is particularly surprising as a result of that C5 amino-diacid, glutamic acid, is a common amino donor for all these reactions.

[00433] Os experimentos de controle negativo foram conduzidos pela substituição de toda a célula com água. Nenhuma atividade anterior foi observada para ambos os substratos nestes experimentos.[00433] The negative control experiments were conducted by replacing the entire cell with water. No previous activity was observed for both substrates in these experiments.

[00434] Usando o Bacillus sphaericus D-AAAT foi demonstrado com sucesso que o ácido D-2-amino glutâmico (controle positivo) e o ácido D-2-amino subérico e os produtos de ácido D-2-amino pimélico foram gerados a partir do 2-oxo-glutarato, 2-0x0o suberato e 2-oxo-pimelato respectivamente.[00434] Using Bacillus sphaericus D-AAAT it was successfully demonstrated that D-2-amino glutamic acid (positive control) and D-2-amino submeric acid and D-2-amino pyelic acid products were generated at from 2-oxo-glutarate, 2-0x0 suberate and 2-oxo-pimelate respectively.

[00435] Os resultados das biotransformações foram determinados pelo tempo de retenção do HPLC de correlação dos padrões de referência externa para o pico do produto observado formado em cada biotransformação.[00435] The results of the biotransformations were determined by the retention time of the HPLC of correlation of the external reference standards for the peak of the observed product formed in each biotransformation.

[00436] Em adição, HPLC foi também empregado para demonstrar a enantio-seletividade da enzima.[00436] In addition, HPLC was also employed to demonstrate the enantioselectivity of the enzyme.

[00437] Usando um protocolo de derivatisação de pré-coluna para cada amostra na presença de um reagente de derivatisação quiral, foi possível separar os adutos diastereomérico correspondentes em uma fase reversa em coluna C18 a 338 nm de comprimento de onda. Os detalhes para o protocolo de derivatisação quiral estão destacados na seção anexa.[00437] Using a pre-column derivatisation protocol for each sample in the presence of a chiral derivatisation reagent, it was possible to separate the corresponding diastereomeric adducts in a reverse phase in a C18 column at 338 nm wavelength. Details for the chiral derivatisation protocol are highlighted in the attached section.

[00438] Dois experimentos de controle negativo foram corridos para cada substrato; 117 de células de vetor vazio, ou seja, a cepa E. coli não expressando a aminotransferase alvo e água.[00438] Two negative control experiments were run for each substrate; 117 of empty vector cells, that is, the E. coli strain not expressing the target aminotransferase and water.

[00439] Uma quantidade pequena de conversão antecedente foi observada em experimentos de controle negativo com vetor vazio I17 para cada substrato. Nós acreditamos que este resultado é devido ao baixo nível de atividade da aminotransferase antecedente no extrato livre de célula hospedeira. Isto é muito provavelmente uma combinação de atividade racemase alanina endógena gerando algumas L-alanina que agem, subsequentemente, como doadoras de aminoácido para enzimas L-AAAT endógenas em E. coli.[00439] A small amount of prior conversion was observed in negative control experiments with empty vector I17 for each substrate. We believe that this result is due to the low level of antecedent aminotransferase activity in the free host cell extract. This is most likely a combination of endogenous alanine racemase activity generating some L-alanine that subsequently act as amino acid donors for endogenous L-AAAT enzymes in E. coli.

[00440] Nenhum nível detectável dos aminoácidos esperados foi observado em qualquer um dos experimentos de controle negativo em água sob estas condições. Condições analíticas HPLC:[00440] No detectable levels of the expected amino acids were observed in any of the negative control experiments in water under these conditions. HPLC analytical conditions:

[00441] Instrumento: Agilent 1100; Coluna: Phenomenex Kinetex 150 x 4,6 mm, 5 micro GraceSmart 150 x 4,6 mM, 5 microns; Temperatura da Coluna: 40ºC, taxa de fluxo: 1 mL/minuto; Detecção: UV 338 nm; volume de injeção: 14 ul, fase móvel: Linha A: 5 mM de fosfato de sódio; pH 7; Linha B: acetonitrila. Gradiente:[00441] Instrument: Agilent 1100; Column: Phenomenex Kinetex 150 x 4.6 mm, 5 micro GraceSmart 150 x 4.6 mM, 5 microns; Column temperature: 40ºC, flow rate: 1 mL / minute; Detection: UV 338 nm; injection volume: 14 ul, mobile phase: Line A: 5 mM sodium phosphate; pH 7; Line B: acetonitrile. Gradient:

Rr Pee | PB e | == = Derivatisação de pré-coluna HPLC não-quiral foi realizada como a seguir, para experimentos IlvE:Rr Pee | PB and | == = Derivatisation of non-chiral HPLC pre-column was performed as follows, for IlvE experiments:

[00442] Uma solução de 5 mL contendo B-mercaptoetanol (50 UuL), o-ftaldialdeído (50 mg), 400 mM de tampão de borato de potássio, pH 10 (4,5 mL) e metanol (0,5 mL) foi preparada. A derivatisação foi feita no auto-amostrador de HPLC usando o programa injetor a seguir; 2 UL de amostra, 6 UML de mistura de derivatisação,6 UL de tampão borato de potássio, pH10, foi misturado na alça do injetor e mantida por 4 minutos antes da injeção.[00442] A 5 ml solution containing B-mercaptoethanol (50 UuL), o-phthalialdehyde (50 mg), 400 mM potassium borate buffer, pH 10 (4.5 ml) and methanol (0.5 ml) was prepared. Derivatisation was performed on the HPLC auto-sampler using the injector program below; 2 UL of sample, 6 UML of derivatisation mixture, 6 UL of potassium borate buffer, pH10, was mixed in the injector handle and held for 4 minutes before injection.

Derivatisação de pré-coluna HPLC quiral foi realizada como a seguir, para experimentos D-AAAT:Derivatisation of chiral HPLC pre-column was performed as follows for D-AAAT experiments:

[00443] Uma solução de 5 mL contendo Boc-L-cisteína (128 mg), o-ftaldialdeído (50 mg), 400 mM de tampão de borato de potássio, pH 10 (4,5 mL) e metanol (0,5 mL) foi preparada. A derivatisação foi feita no auto-amostrador de HPLC usando o programa injetor a seguir; 2 UL de amostra, 6 ML de mistura de derivatisação,6 UL de tampão borato de potássio, pH10, foi misturado na alça do injetor e mantida por 4 minutos antes da injeção.[00443] A 5 ml solution containing Boc-L-cysteine (128 mg), o-phthalialdehyde (50 mg), 400 mM potassium borate buffer, pH 10 (4.5 ml) and methanol (0.5 mL) was prepared. Derivatisation was performed on the HPLC auto-sampler using the injector program below; 2 UL of sample, 6 ML of derivatisation mixture, 6 UL of potassium borate buffer, pH10, was mixed in the injector handle and held for 4 minutes before injection.

[00444] Concentrações padrão de referência:[00444] Standard reference concentrations:

[00445] 10 mM de ácido D-glutâmico; 10 mM de ácido DL-2- amino subérico; 10 mM de ácido pimélico DL-2-amino; 10 mM de ácido L-2-amino subérico; 50 mM de D-alanina; 50 mM de L-MSG.[00445] 10 mM D-glutamic acid; 10 mM DL-2-amino submeric acid; 10 mM DL-2-amino pyelic acid; 10 mM of subterranean L-2-amino acid; 50 mM D-alanine; 50 mM L-MSG.

3.1.7 - Conversão de ácido a-amino subérico para o ácido 7- amino heptanóico por QO-amino descarboxilases (EC 4.1.1.- (Ver, figura 10).3.1.7 - Conversion of sub-a-amino acid to 7-amino heptanoic acid by QO-amino decarboxylases (EC 4.1.1.- (See, figure 10).

[00446] Os catalisadores apropriados foram selecionados a partir das descarboxilases de ácido a-amino como candidatos para a descarboxilação do ácido OQO-amino subérico, em particular o aspartato de 4-descarboxilase (EC 4.1.1.11), a descarboxilase glutamato (EC 4.1.1.15), a descarboxilase lisina (EC 4.1.1.18), a descarboxilase diaminopimelato (EC 4,1.1.20), e a descarboxilase diaminobutirato (EC 4.1.1.86).[00446] The appropriate catalysts have been selected from a-amino acid decarboxylases as candidates for the decarboxylation of subterranean OQO-amino acid, in particular 4-decarboxylase aspartate (EC 4.1.1.11), glutamate decarboxylase (EC 4.1 .1.15), lysine decarboxylase (EC 4.1.1.18), diaminopimelate decarboxylase (EC 4,1.1.20), and diaminobutyrate decarboxylase (EC 4.1.1.86).

[00447] A descarboxilase de glutamato GadA de Escherichia coli e descarboxilase de diaminopimelato LysA em Escherichia coli foram inicialmente selecionado a partir destes grupos de proteínas. Outras enzimas apropriadas incluem LysA a partir de Methanocaldococcus jannaschii (aab99100) (EC 4.1.1.20) (Ray, S.S., et al., “Cocrystal structures of diaminopimelato decaroxylase: mechanism, evolution, and inhibition of na antibiotic resistance acessory factor. Structure, 2002. 10(11): p. 1499-508), e a descarboxilase de lisina presente em E. coli: CadA (AAAZ23536), que é induzível sob condições anaeróbicas e por lisina, e tem uma atividade muito maior e Lde (acesso D87518) que é constitutivamente expressa mas tem menor atividade para lisina (Kikuchi, Y., et al., “Characterization of a second lysine decarboxylase isolated from Escherichia coli., - J. Bacteriol.,” 1997, 179 914): p. 4486-9).[00447] Escherichia coli GadA glutamate decarboxylase and LysA diaminopimelate decarboxylase in Escherichia coli were initially selected from these protein groups. Other suitable enzymes include LysA from Methanocaldococcus jannaschii (aab99100) (EC 4.1.1.20) (Ray, SS, et al., “Cocrystal structures of diaminopimelato decaroxylase: mechanism, evolution, and inhibition of na antibiotic resistance acessory factor. Structure, 2002. 10 (11): p. 1499-508), and the lysine decarboxylase present in E. coli: CadA (AAAZ23536), which is inducible under anaerobic and lysine conditions, and has a much greater activity and Lde (access D87518) which is constitutively expressed but has less activity for lysine (Kikuchi, Y., et al., “Characterization of a second lysine decarboxylase isolated from Escherichia coli., - J. Bacteriol.,” 1997, 179 914): p. 4486-9).

[00448] As sequências de DNA correspondente aos genes selecionados bem como sua sequência de proteína relacionada são mostradas nas SEQ ID Nos: 15-18. A sequência da descarboxilase diaminopimelato Escherichia coli LysA foi selecionada como um gene otimizadodo códon de E. coli como descrito previamente (“Preparation of 6-aminocaproic acid from 5-formyl valeric acid: DSM- patente US 2011-0171699 Al). A descarboxilase de glutamato GadA de Escherichia coli foi selecionada como a sequência alelo-selvagem. Os genes foram clonados e expressos usando métodos descritos em exemplos prévios.[00448] The DNA sequences corresponding to the selected genes as well as their related protein sequence are shown in SEQ ID Nos: 15-18. The Escherichia coli LysA decarboxylase decarboxylase sequence was selected as an E. coli codon optimized gene as previously described (“Preparation of 6-aminocaproic acid from 5-formyl valeric acid: DSM- US patent 2011-0171699 Al). Escherichia coli GadA glutamate decarboxylase was selected as the allele-wild sequence. The genes were cloned and expressed using methods described in previous examples.

[00449] Em adição aos constructos previamente preparados (I29:pET21-GadA e I30:pET21-LysA, 2 constructos adicionais foram preparados pela introdução do fragmento ilvE (arranjos 131 e 132 abaixo) usando a tecnologia inABLE. A introdução do peptídeo de 15 aminoácidos Nter da aminotransferase de ácido amido ramificado em E. coli (IlvE) a montante da proteína de interesse foi previamente mostrado para resultar em um aumento na expressão de algumas proteínas alvos em E. coli. Sequência 129 E. coli GadA WE) M84024.1 130 E. coli LysA (códon JA1l14145.1 otimizado de E. coli) 131 E. coli GadA iLvE Primeiras 45 bases do gene iLvE foram fundidos ao gene GadA 132 E. coli LysA iLvE Primeiras 45 bases do gene iLvE foram fundidos ao gene LysA iLvE (sequência alelo- X02413.1 (sequência alelo- selvagem) selvagem) fragmento 301-1230 Os resultados da expressão são resumidos abaixo: Fração solúvel|Fração insolúvel E: coli Gadà E. coli LysA E. coli GadA ilvE E. coli LysA LlvE Preparação dos extratos de proteína para avaliação da atividade:[00449] In addition to the previously prepared constructs (I29: pET21-GadA and I30: pET21-LysA, 2 additional constructs were prepared by introducing the ilvE fragment (arrays 131 and 132 below) using inABLE technology. Nter amino acids of the branched acid aminotransferase in E. coli (IlvE) upstream of the protein of interest has previously been shown to result in an increase in the expression of some target proteins in E. coli. Sequence 129 E. coli GadA WE) M84024. 1 130 E. coli LysA (codon JA1l14145.1 optimized for E. coli) 131 E. coli GadA iLvE First 45 bases of the iLvE gene were merged into the GadA 132 gene E. coli LysA iLvE First 45 bases of the iLvE gene were merged into the gene LysA iLvE (allele-X02413.1 sequence (wild-allele sequence) wild) fragment 301-1230 The expression results are summarized below: Soluble fraction | Insoluble fraction E: coli Gadà E. coli LysA E. coli GadA ilvE E. coli LysA LlvE Preparation of extracts of to evaluate the activity:

[00450] As pelotas celulares congeladas previamente obtidas de amostras de pós-indução de 24 horas foram ressuspensas em tampão de lises de contas consistindo e 0,1 mM de Tris, 1 mg/ml de Pepstatin A e 200 mM de inibidores de proteases PMSF (161 UL da mistura deve ser utilizado para a lise da pelota celular de 1 mL de cultura em um OD«o'o de 5), suplementado com 1,5 mg de lisozima. Lavagem ácida das condas de vidro 212-300 um (0,4 gq por 1 mL de tampão de lise) foram adicionadas em cada amostra. A lise foi realizada por 30 segundos explode em vórtex em velocidade total, seguido pro 30 segundos de incubação em gelo, repetido em um tempo total de 10 minutos.[00450] Frozen cell pellets previously obtained from 24-hour post-induction samples were resuspended in bead lysis buffer consisting of 0.1 mM Tris, 1 mg / ml Pepstatin A and 200 mM PMSF protease inhibitors (161 UL of the mixture should be used for the lysis of the cell pellet of 1 ml of culture in an OD 'o'o of 5), supplemented with 1.5 mg of lysozyme. Acid wash of 212-300 µm glass tubes (0.4 gq per 1 ml of lysis buffer) were added to each sample. Lysis was performed for 30 seconds vortexing at full speed, followed by 30 seconds of incubation on ice, repeated in a total time of 10 minutes.

[00451] As amostras 1 ml foram tomadas e permaneceram na cultura utilizada para a avaliação da atividade. As amostras de 1 mL foram centrifugadas em 13000 rpm, durante 2 minutos e o sobrenadante separado. As amostras SDS foram preparadas e analisadas em gel SDS-PAGE como descrito acima (Figura 18). Seguindo a lise, existe uma grande banda na fração solúvel para a proteína de E. coli GadA ilvE (131) (figura 18, Coluna 4) que não estava presente na amostra de 1 mL, lisada por “Bugbuster” (“destruidor de insetos”). A proteína de E. coli LysA (132), a qual demonstrou previamente, alta expressão solúvel, não demonstrou muita expressão solúvel na lise das contas (Figura 18, Coluna 5). Isto pode indicar uma grande variabilidade neste método de lise. Os extratos brutos foram então utilizados para monitorar a atividade de proteínas expressas a partir de 4 constructos 129 a 132.[00451] The 1 ml samples were taken and remained in the culture used to evaluate the activity. The 1 mL samples were centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes and the supernatant separated. SDS samples were prepared and analyzed on SDS-PAGE gel as described above (Figure 18). Following lysis, there is a large band in the soluble fraction for the E. coli GadA ilvE protein (131) (figure 18, Column 4) that was not present in the 1 mL sample, lysed by “Bugbuster” (“insect destroyer” ”). The E. coli LysA protein (132), which previously demonstrated high soluble expression, did not show much soluble expression in the lysis of the beads (Figure 18, Column 5). This can indicate a great variability in this method of lysis. The crude extracts were then used to monitor the activity of proteins expressed from 4 constructs 129 to 132.

[00452] Para as reações de biotransformação, cultivos em grande escala foram realizados e os extratos livres de células contendo 20g9/L de todo o equivalente celular foram preparados. As células hospedeiras carregando os vetores vazios foram utilizadas como controles negativos.[00452] For biotransformation reactions, large-scale cultures were performed and free cell extracts containing 20g9 / L of all cell equivalent were prepared. The host cells carrying the empty vectors were used as negative controls.

[00453] As biotransformações foram realizadas para avaliar a atividade quanto a 2-amino suberato bem como do ácido 2- aminoheptanóico. Cada biotransformação compreendeu de 10 mM de substrato, 10 ug/mL de fosfato piridoxal e 1 mM de b- mercaptoetanol, ajustado a um pH de 7 com 1M de hidróxido de sódio. O biocatalisador foi carregado como o extrato livre de célula para obter uma concentração final de 20 g9/L de equivalentes de toda a célula. As reações foram realizadas a 37º Cc em tubos Falcon de 15 mL com agitação. Cada biotransformação foi amostrada periodicamente e analisada por HPLC. Antes da injeção, cada amostra foi aquecida a 100ºC durante 5 minutos, rotacionada a 14000 rpm durante 2 minutos e filtrada através de um filtro de seringa de 0,2 microns. o o[00453] Biotransformations were performed to evaluate the activity for 2-amino suberate as well as for 2-aminoheptanoic acid. Each biotransformation comprised 10 mM of substrate, 10 µg / ml of pyridoxal phosphate and 1 mM of b-mercaptoethanol, adjusted to a pH of 7 with 1M of sodium hydroxide. The biocatalyst was loaded as the cell-free extract to obtain a final concentration of 20 g9 / L of cell equivalents. The reactions were carried out at 37º Cc in 15 ml Falcon tubes with agitation. Each biotransformation was sampled periodically and analyzed by HPLC. Before injection, each sample was heated to 100ºC for 5 minutes, rotated at 14000 rpm for 2 minutes and filtered through a 0.2 micron syringe filter. the o

OH NA or EA, inADIOW NH, 9 n=1 ácido DL-2-aminopimélico n=1 ácido 6-amino capróico n=2 ácido DL-2-aminosubérico n=2 ácido 7-amino heptanóico As misturas de reação foram analisadas por HPLC como a seguir:OH NA or EA, inADIOW NH, 9 n = 1 DL-2-aminopimelic acid n = 1 6-amino capranoic acid n = 2 DL-2-aminosuberic acid n = 2 7-amino heptanoic acid The reaction mixtures were analyzed by HPLC as follows:

[00454] Instrumento: Agilent 1100; Coluna: GraceSmart RPC18 150 x 4,6 mm, 5 microns; Temperatura da Coluna: 40ºC, taxa de fluxo: 1 mL/minuto; Detecção: UV 338 nm; volume de injeção: 14 ul, fase móvel: Linha A: 5 mM de fosfato de sódio; pH 7; Linha B: acetonitrila. Gradiente: PL o | 5 L a | 25 | | 6 | so | | 8 | so | =[00454] Instrument: Agilent 1100; Column: GraceSmart RPC18 150 x 4.6 mm, 5 microns; Column temperature: 40ºC, flow rate: 1 mL / minute; Detection: UV 338 nm; injection volume: 14 ul, mobile phase: Line A: 5 mM sodium phosphate; pH 7; Line B: acetonitrile. Gradient: PL o | 5 L a | 25 | | 6 | so | | 8 | so | =

Derivatisação de pré-coluna HPLC não-quiral foi realizada como a seguir, para cada amostra que foi tomada:Derivatisation of non-chiral HPLC pre-column was performed as follows, for each sample that was taken:

[00455] Uma solução de 5 mL contendo B-mercaptoetanol (50 UuL), o-ftaldialdeído (50 mg), 400 mM de tampão de borato de potássio, pH 10 (4,5 mL) e metanol (0,5 mL) foi preparada. A derivatisação foi feita no auto-amostrador de HPLC usando o programa injetor a seguir; 2 UL de amostra, 6 UML de mistura de derivatisação, 6 UL de tampão borato de potássio (pH10), foi misturado na alça do injetor e mantida por 4 minutos antes da injeção.[00455] A 5 ml solution containing B-mercaptoethanol (50 UuL), o-phthalialdehyde (50 mg), 400 mM potassium borate buffer, pH 10 (4.5 ml) and methanol (0.5 ml) was prepared. Derivatisation was performed on the HPLC auto-sampler using the injector program below; 2 UL of sample, 6 UML of derivatisation mixture, 6 UL of potassium borate buffer (pH10), was mixed in the injector handle and held for 4 minutes before injection.

[00456] Concentrações padrões de referência: 10 mM de ácido 6-amino hexanóico; 10 mM de ácido 7-amino heptanóico; 10 mM de ácido DL-2-amino subérico; e 10 mM de DL-2-amino pimélico.[00456] Standard reference concentrations: 10 mM 6-amino hexanoic acid; 10 mM 7-amino heptanoic acid; 10 mM DL-2-amino submeric acid; and 10 mM DL-2-pyramid amino.

[00457] Foi demonstrado com sucesso que todas as descarboxilases de ácido a-amino tinham atividade em relação ao ácido 2-amino pimélico e ácido 2-amino subérico. A formação dos correspondentes produtos de ácido 6-amino hexenóico e ácido 7-amino heptanóico foram medidas por HPLC. A identificação do pico do produto foi determinada por correlação do tempo de retenção de seus respectivos padrões de referência externa.[00457] It was successfully demonstrated that all a-amino acid decarboxylases had activity in relation to 2-amino pyramic acid and 2-submeric acid. The formation of the corresponding 6-amino hexenoic acid and 7-amino heptanoic acid products were measured by HPLC. The peak product identification was determined by correlating the retention time of their respective external reference standards.

[00458] Nos experimentos que avaliaram as cepas 129, 130 e 131, nível menor de atividade foi observado para ambos os substratos. Um número de amostras foi fortificado com o correspondente padrão de referência externa para garantir se o pico correto foi identificado.[00458] In experiments that evaluated strains 129, 130 and 131, a lower level of activity was observed for both substrates. A number of samples have been fortified with the corresponding external reference standard to ensure that the correct peak has been identified.

[00459] Para ambos os substratos, I32 E. coli Lysa IlIvE deu os melhores resultados, demonstrando maior atividade comparada as outras cepas.[00459] For both substrates, I32 E. coli Lysa IlIvE gave the best results, showing greater activity compared to the other strains.

[00460] Em adição, níveis muito baixos de cada produto foram também observados nos experimentos de controle negativo usando as células de vetores vazios, ou seja, cepa de E. coli não expressando a descarboxilase alvo. Nós prevemos que estes resultados eram devidos à atividade anterior da descarboxilase nos extratos livres de célula hospedeira.[00460] In addition, very low levels of each product were also observed in the negative control experiments using empty vector cells, that is, E. coli strain not expressing the target decarboxylase. We predicted that these results were due to previous decarboxylase activity in free host cell extracts.

[00461] Entretanto, os resultados de HPLC demonstram claramente que níveis maiores dos produtos foram formados nos experimentos contendo células com a enzima de descarboxilase super-expressa comparada aos controles negativos. Nenhuma formação de produtos foi observada mesmo nos experimentos de controle negativo usando água como um substituinte para o extrato livre de células.[00461] However, the HPLC results clearly demonstrate that higher levels of the products were formed in experiments containing cells with the super-expressed decarboxylase enzyme compared to negative controls. No product formation was observed even in the negative control experiments using water as a substitute for the cell-free extract.

[00462] A concentração do pico observado correspondente ao ácido 7-amino heptanóico está mostrada na figura 19.[00462] The observed peak concentration corresponding to 7-amino heptanoic acid is shown in figure 19.

3.1.8 - conversão do ácido a-ceto subérico em semialdeído de ácido pimélico por descarboxilases a-ceto (EC 4.1.1.-):3.1.8 - conversion of submeric a-keto acid into pyelic acid semialdehyde by a-keto decarboxylases (EC 4.1.1.-):

3.1.8.1 - Seleção de catalisadores apropriados:3.1.8.1 - Selection of appropriate catalysts:

[00463] Dentre a família de descarboxilase, as descarboxilases de ácido a-ceto emergiram como as melhores candidatas para a descarboxilação do ácido a-ceto subérico, em particular, a descarboxilase piruvato (EC 4.1.1.1) descarboxilase benzoil formato (EC 4.1.1.7) e a descarboxilase 2-oxo-ácido de cadeia ramificada (EC[00463] Among the decarboxylase family, a-keto acid decarboxylases have emerged as the best candidates for the decarboxylation of submerged a-keto acid, in particular, the pyruvate decarboxylase (EC 4.1.1.1) benzoyl decarboxylase format (EC 4.1. 1.7) and branched-chain 2-oxo-acid decarboxylase (EC

4.1.1.72).4.1.1.72).

[00464] Os genes codificantes das proteínas de cada um destes quatro grupos foram identificados a partir de uma ampla faixa de hospedeiros e seus produtos caracterizados bioquimicamente e em alguns casos, estruturalmente (The crystal structure of benzoylformate decarboxylase at 1.6A resolution -Diversity of catalytic residues in ThDP-dependent enzymes: Hasson et al. Biochemistry 1998, 37, 9918-9930; High resolution crystal structure of pyruvate decarboxylase from Zymomonas mobilis: Dobritzsch et al. J. Biol. Chem. 1998, 273, 20196-20204 Structure of the branched-chain keto acid decarboxylase (KdcA) from Lactococcus lactis provides insights into the structural basis for the chemoselective and enantioselective carboligation reaction: Berthold et al. Acta Crystallographica Sec. D 2007. D63, 1217-1224).[00464] The protein coding genes for each of these four groups have been identified from a wide range of hosts and their products characterized biochemically and in some cases, structurally (The crystal structure of benzoylformate decarboxylase at 1.6A resolution -Diversity of catalytic residues in ThDP-dependent enzymes: Hasson et al. Biochemistry 1998, 37, 9918-9930; High resolution crystal structure of pyruvate decarboxylase from Zymomonas mobilis: Dobritzsch et al. J. Biol. Chem. 1998, 273, 20196-20204 Structure of the branched-chain keto acid decarboxylase (KdcA) from Lactococcus lactis provides insights into the structural basis for the chemoselective and enantioselective carboligation reaction: Berthold et al. Acta Crystallographica Sec. D 2007. D63, 1217-1224).

[00465] As enzimas a seguir foram então selecionadas entre aqueles grupos de acordo com sua especificidade de substrato: Lactococcus lactis kivD - descarboxilase 2-cetoisovalerate (GeneBank JAL 14157); Lactococcus lactis kdcA - descarboxilase de ácido alfa-ceto de cadeia ramificada (GeneBank JAl 14154), Saccharomyces cerevisiae pdel - descarboxilase piruvato (GeneBank JAl 14148), Zymomonas mobilis pde (I1472A) mutante de descarobixlase piruvato (GeneBank JAl 14151), Pseudomonas putida mdlC (A4601I) mutante de benzoilformato (GeneBank AY143338; fragmento 2860-4446).[00465] The following enzymes were then selected among those groups according to their substrate specificity: Lactococcus lactis kivD - 2-ketoisovalerate decarboxylase (GeneBank JAL 14157); Lactococcus lactis kdcA - branched-chain alpha-keto acid decarboxylase (GeneBank JAl 14154), Saccharomyces cerevisiae pdel - pyruvate decarboxylase (GeneBank JAl 14148), Zymomonas mobilis pde (I1472A) mutant of pyrobyldase and pyruvate (15) (A4601I) benzoylformate mutant (GeneBank AY143338; fragment 2860-4446).

[00466] As primeiras quatro enzimas mostraram previamente alguma atividade na descarboxilação de ácido — Qar-ceto pimélico, o derivado C-7 do composto alvo, ácido Qa-ceto subérico (Preparation of 6-aminocaproic acid from 5-formyl valeric acid: DSM - patente US201 1-0171699 Al).[00466] The first four enzymes previously showed some activity in the decarboxylation of acid - pyaric Qar-keto, the C-7 derivative of the target compound, subterranean Qa-keto acid (Preparation of 6-aminocaproic acid from 5-formyl valeric acid: DSM - US201 1-0171699 A1).

[00467] A caracterização do mutante A460I da descarboxilase benzoilformato de Pseudomonas putida demonstrou seletividade aumentada em relação ao ácido 2-ceto hexenóico (Exchanging the substrate specificities of pyruvate decarboxylase from Zymomonas mobilis and benzovylformate decarboxylase from Pseudomonas putida: Siegert et al. Port. Eng. Des. Sel. 2005, 18, 345-357) comparada à enzima alelo-selvagem que demonstrou baixa atividade em realçao ao ácido 2-ceto octanóico (Comparative characterisation of ThPP-dependent decarboxylases: Gocke et al. J. Mol. Cat. B: Enzymatic 2009, 61, 30-35).[00467] The characterization of the A460I mutant of the Pseudomonas putida benzoylformate decarboxylase demonstrated increased selectivity in relation to hexenoic 2-keto acid (Exchanging the substrate specificities of pyruvate decarboxylase from Zymomonas mobilis and benzovylformate decarboxylase from Pseudomonas et. Des. Sel. 2005, 18, 345-357) compared to the allele-wild enzyme that demonstrated low activity in relation to 2-keto octanoic acid (Comparative characterization of ThPP-dependent decarboxylases: Gocke et al. J. Mol. Cat. B: Enzymatic 2009, 61, 30-35).

3.1.9 - conversão de ácido a-ceto subérico em semialdeído de ácido pimélico por sintases de acetolactato putativa com atividade descarboxilase:3.1.9 - conversion of submeric a-keto acid into pyelic acid semialdehyde by putative acetolactate synthases with decarboxylase activity:

[00468] A rota para síntese da coenzima B [(7- hercaptoheptanoil)treonina fosfato] foi postulada por White [White RH., (1989) Biosynthesis of the 7-mercaptoheptanoic acid subunit of component B [(7-mercaptoheptanoyl)threonine phosphate] of methanogenic bacteria, Biochemistry, 28: 860- 865] com base na análise de outras rotas metabólicas em Archea e na análise espectroscopia de massa de incorporação de precursores marcados 2H e 13C dentro do produto final. A rota contém uma etapa de descarboxilação não oxidativa do ácido 2-ceto subérico em ácido 7-oxo heptanóico (semialdeído pimelato) mediada por uma descarboxilase postulada 2-ceto ácido. Na etapa seguinte, o ácido 7-mercapto heptanóico é formado. Uma vez que este produto é formado apenas (e não os equivalentes C5 e C6), isto indica que pelo menos uma das enzimas a montante na rota irá aceitar apenas C8, mas não os substratos C6 e C7. A rota foi verificada para confirmação da reação de alongamento do ácido 2-ceto dicarboxílico, a partir de 2-ceto glutarato em 2-ceto suberato usando GC-MS [White RH (1989) A novel biosynthesis of medium chain length alpha- ketodicarboxylic acids in methanogenic archaebacteria. Archivers of Biochemistry and Biophysics, 270: 691-697] e síntese de ácido 7-mercaptoheptanóico e coenzima B a partir do ácido T7-oxoheptanóico [White RH (1989) Steps in the conversion of a-ketosuberate to 7-mercaptoheptanoic acid in methanogenic bacteria, Biochemistry, 28: 9417-9423; White RH (1994) Biosynthesis of 7-mercaptoheptanoylthreonine phosphate, Biochemistry, 33: 7077-7081]. os genes codificantes das enzimas responsáveis por algumas das etapas da rota (aksA, aksD, aksE and aksF) foram identificados, clonados e expressos em E. coli, mas não o gene codificante da descarboxilase do ácido 2-ceto subérico [Howell DM, Harich K, Xu H, White RH. (1998) Alpha-keto acid chain elongation reactions involved in the biosynthesis of coenzyme B (7- mercaptoheptanoyl threonine phosphate) in methanogenicArchaea. Biochemistry, 37: 10108-10117; Howell DM, Graupner M, Xu H, White RH. (2000), - Identification of enzymes homologous to isocitrate dehydrogenase that are involved in coenzyme B and leucine biosynthesis in methanoarchaea. J Bacteriol. 182: 5013-5016; Drevland RM, Jia Y, Palmer DR, Graham DE. (2008) Methanogen homoaconitase catalyzes both hydrolyase reactions in coenzyme B biosynthesis. J Biol Chem. 283 : 28888-28896]), Nada é conhecido sobre a descarboxilação não oxidativa do ácido 2- ceto subérico em ácido 7-oxoheptanóico e esta atividade não foi reportada in vitro. Entretanto, o ácido 2-cetosubérico foi convertido em coenzima B por células completas [White RH (1989) ].[00468] The route for synthesis of coenzyme B [(7-hercaptoheptanoil) threonine phosphate] was postulated by White [White RH., (1989) Biosynthesis of the 7-mercaptoheptanoic acid subunit of component B [(7-mercaptoheptanoyl) threonine phosphate ] of methanogenic bacteria, Biochemistry, 28: 860-865] based on the analysis of other metabolic routes in Archea and on the mass spectroscopy analysis of incorporation of 2H and 13C labeled precursors into the final product. The route contains a non-oxidative decarboxylation step of subteric 2-keto acid to 7-oxo heptanoic acid (semialdehyde pimelate) mediated by a postulated 2-keto acid decarboxylase. In the next step, 7-mercapto heptanoic acid is formed. Since this product is formed only (and not C5 and C6 equivalents), this indicates that at least one of the upstream enzymes in the route will accept only C8, but not C6 and C7 substrates. The route was verified to confirm the elongation reaction of 2-keto dicarboxylic acid, from 2-keto glutarate to 2-keto suberate using GC-MS [White RH (1989) A novel biosynthesis of medium chain length alpha-ketodicarboxylic acids in methanogenic archaebacteria. Archivers of Biochemistry and Biophysics, 270: 691-697] and synthesis of 7-mercaptoheptanoic acid and coenzyme B from T7-oxoheptanoic acid [White RH (1989) Steps in the conversion of a-ketosuberate to 7-mercaptoheptanoic acid in methanogenic bacteria, Biochemistry, 28: 9417-9423; White RH (1994) Biosynthesis of 7-mercaptoheptanoylthreonine phosphate, Biochemistry, 33: 7077-7081]. the genes encoding the enzymes responsible for some of the stages of the route (aksA, aksD, aksE and aksF) were identified, cloned and expressed in E. coli, but not the sub-keto acid decarboxylase gene encoding [Howell DM, Harich K, Xu H, White RH. (1998) Alpha-keto acid chain elongation reactions involved in the biosynthesis of coenzyme B (7-mercaptoheptanoyl threonine phosphate) in methanogenicArchaea. Biochemistry, 37: 10108-10117; Howell DM, Graupner M, Xu H, White RH. (2000), - Identification of enzymes homologous to isocitrate dehydrogenase that are involved in coenzyme B and leucine biosynthesis in methanoarchaea. J Bacteriol. 182: 5013-5016; Drevland RM, Jia Y, Palmer DR, Graham DE. (2008) Methanogen homoaconitase catalyzes both hydrolyase reactions in coenzyme B biosynthesis. J Biol Chem. 283: 28888-28896]), Nothing is known about the non-oxidative decarboxylation of submeric 2-keto acid in 7-oxoheptanoic acid and this activity has not been reported in vitro. However, 2-ketosuberic acid was converted to coenzyme B by whole cells [White RH (1989)].

Metodologia:Methodology:

[00469] O trabalho feito por White e Graham mostrou que a Archaebacteria (tal como Methanocaldococcus jannaschii) possui, provavelmente, uma enzima responsável pela descarboxilação não oxidativa do ácido 2-ceto subérico em ácido 7-oxo heptanóico. Outras enzimas envolvidas na rota de coenzima B forma identificadas pela análise dos genomas de M. jannaschii [Bult CJ, White O, Olsen GJ, Zhou L, Fleischmann RD, Sutton GG, Blake JA, FitzGerald LM, Clayton RA, Gocayne JD, Kerlavage AR, Dougherty BA, Tomb JF, Adams MD, Reich CI, Overbeek R, Kirkness EF, Weinstock KG, Merrick JM, Glodek A, Scott JL, Geoghagen NS, Venter JC. (1996) Complete genome sequence of the methanogenicarchaeon, Methanococcus jannaschii. Science. 273: 1058-1073] e Methanobacterium thermoautotrophicum AH [Smith DR, Doucette-Stamm LA, Deloughery C., Lee H., Dubois J., Aldredge T., Bashirzadeh R., Blakely D., Cook R., Gilbert K., Harrison D., Hoang L., Keagle P., Lumm W. Pothier B., Qiu D., Spadafora R., Vicaire R., Wang Y., Wierzbowski J., Gibson r., Jiwani N., Caruso A., Bush D., Reeve JN, (1997) - “Complete genome sequence of Methanobacterium thermoautotrophicum deltaH: functional analysis and comparative genomics”, J. Bacteriol. 179: 7135- 7155]. Os genomas foram analisados quanto à presença do grupo de genes alvos e foram avaliados em BLAST para proteínas mostrando homologia para as enzimas existentes. Nós conduzimos uma abordagem similar para identificar o gene codificante da descarboxilase de ácido 2-ceto subérico. Resultados: Análise dos grupos de gene:[00469] The work done by White and Graham showed that Archaebacteria (such as Methanocaldococcus jannaschii) probably has an enzyme responsible for the non-oxidative decarboxylation of subteric 2-keto acid in 7-oxo heptanoic acid. Other enzymes involved in the coenzyme B route were identified by analyzing the genomes of M. jannaschii [Bult CJ, White O, Olsen GJ, Zhou L, Fleischmann RD, Sutton GG, Blake JA, FitzGerald LM, Clayton RA, Gocayne JD, Kerlavage AR, Dougherty BA, Tomb JF, Adams MD, Reich CI, Overbeek R, Kirkness EF, Weinstock KG, Merrick JM, Glodek A, Scott JL, Geoghagen NS, Venter JC. (1996) Complete genome sequence of the methanogenicarchaeon, Methanococcus jannaschii. Science. 273: 1058-1073] and Methanobacterium thermoautotrophicum AH [Smith DR, Doucette-Stamm LA, Deloughery C., Lee H., Dubois J., Aldredge T., Bashirzadeh R., Blakely D., Cook R., Gilbert K. , Harrison D., Hoang L., Keagle P., Lumm W. Pothier B., Qiu D., Spadafora R., Vicaire R., Wang Y., Wierzbowski J., Gibson R., Jiwani N., Caruso A ., Bush D., Reeve JN, (1997) - “Complete genome sequence of Methanobacterium thermoautotrophicum deltaH: functional analysis and comparative genomics”, J. Bacteriol. 179: 7135-7155]. The genomes were analyzed for the presence of the target gene group and were evaluated in BLAST for proteins showing homology to the existing enzymes. We conducted a similar approach to identify the gene encoding the subteric 2-keto acid decarboxylase. Results: Analysis of gene groups:

[00470] Os genomas bacterianos podem mostrar um nível ato de organização, nos quais os genes codificantes das enzimas participantes de uma regra na rota específica estão localizados em operons, e/ou grupos de genes. Devido ao fato de outras enzimas da rota de coenzima BE, ter sido identificada e as sequências de alguns genomas archeabacteriano terem sido publicados, uma tentativa foi fazer a identificação da descarboxilase de ácido 2-ceto subérico.[00470] Bacterial genomes can show a level of organization, in which the genes encoding enzymes participating in a rule in the specific route are located in operons, and / or groups of genes. Due to the fact that other enzymes from the BE coenzyme route have been identified and the sequences of some archeabacterial genomes have been published, an attempt was made to identify the sub-keto acid decarboxylase.

A tabela abaixo mostra os genes e enzimas envolvidos na rota:The table below shows the genes and enzymes involved in the route:

Enzima Reação Methano- Methano- caldococ- | bacterium cus termoauto- jannaschii| tropicum AKSA Condensação de Qa-ceto Sintetase (R)- |glutarato e acetil-CoA;| MJOS503 MTH1630 homocitrato condensação de a-ceto adipato e a-ceto pimelato em acetil-CoAEnzyme Reaction Methano- Methano- caldococ- | bacterium cus termoauto- jannaschii | tropicum AKSA Qa-keto Synthase (R) condensation - | glutarate and acetyl-CoA; | MJOS503 MTH1630 homocitrate condensation of adipate a-keto and pimelate a-keto in acetyl-CoA

AKsSDAkKSE Desidratação de (R)-AKsSDAkKSE (R) dehydration -

Sintetase homocitrato e análogos MTH1113 homocitrato/ em cis-homoaconitrato MJ01003 MTH1631 desidratase e ou os respectivos MJ1271 ci-homoaconi- análogos, e a tatehidrase hidratação dos produtos em homoisocitrato e seus respectivos análogos AksF Descarboxilação Desidrogenase dependente de-NAD de MJ1596 MTHO184 de treo- (-) -treo- isocitrato NAD- isohomocitrato, (-)- dependente treo-isso (homo); citrato e (-)-treo- isso (homo) ;-citrato Descarboxilase Descarboxilação do de ácido 2-ceto| ácido 2-ceto subérico ?? ?? subérico Sintetase de mercaptoheptano ?? ?? ato Sintetase de mercaptoheptano ?? ?? iltreonina Sintetase de N- (7-mercap- toheptanoil)-3- 7? 7? O-fosfono-L- treoninaHomocitrate synthetase and analogs MTH1113 homocitrate / in cis-homoaconitrate MJ01003 MTH1631 dehydratase and or the respective MJ1271 cy-homoaconi- analogues, and the tatehydrase hydration of the products in homoisocitrate and their respective AksF dehydrogenase dehydrogenase dehydrogenase (-) - NAD-isohomocitrate -treo-isocitrate, (-) - treo-it dependent (homo); citrate and (-) - threocide (homo); -carboxylase citrate 2-keto acid decarboxylation | submeric 2-keto acid ?? ?? submerged Mercaptoheptane synthetase ?? ?? act Mercaptoheptane synthetase ?? ?? iltreonin N- (7-mercaptoheptanoyl) -3- 7? 7? O-phosphono-L- threonine

[00471] Os genes biosintéticos da coenzima B obtidos de M. jannaschii e M. thermoautotrophicum não parecer residir nos grupos de genes (“gene clusters”), exceto para os genes codificantes de sintase (R)-homocitrato (MTH1630) e na grande subunidade de sintase homocitrato/desidratase (MTH1631) em M. thermoautotrophicum. A análise de operons —hipotéticos contendo qualquer um dos genes listados acima não mostrou a presença de qualquer proteína com homologia para as descarboxilases conhecidas. Portanto, a busca foi feita para análogos de descarboxilação em rotas metabólicas relacionadas em M. hannaschii. Análise do genoma de Methanocaldococcus jannaschii:[00471] The coenzyme B biosynthetic genes obtained from M. jannaschii and M. thermoautotrophicum do not appear to reside in the gene groups ("gene clusters"), except for the synthase (R) -homocitrate (MTH1630) and large coding genes homocitrate / dehydratase synthase subunit (MTH1631) in M. thermoautotrophicum. Analysis of operons — hypotetics containing any of the genes listed above did not show the presence of any protein with homology to the known decarboxylases. Therefore, the search was made for decarboxylation analogues in related metabolic routes in M. hannaschii. Genome analysis of Methanocaldococcus jannaschii:

[00472] A análise de outras rotas metabólicas em M. jannaschii demonstrou que uma descarboxilação similar está presente na rota da coenzima M [Graupner M., Xu H., and White RH., (2000) - Identification of the gene encoding sulfopyruvate decarboxylase, an enzyme involved in biosynthesis of coenzime M, = J. Bacteriol., 182: 4862-4867]. o o o o o co, MA o MX PV V vi comDeomE = o No FAN, Fosfoenoil- º . 3-sulfopiruvato º Sulfoacetaldeído Coenzima M piruvato[00472] Analysis of other metabolic routes in M. jannaschii demonstrated that a similar decarboxylation is present in the coenzyme M route [Graupner M., Xu H., and White RH., (2000) - Identification of the gene encoding sulfopyruvate decarboxylase , an enzyme involved in biosynthesis of coenzyme M, = J. Bacteriol., 182: 4862-4867]. o o o o co, MA o MX PV V vi comDeomE = o No FAN, Fosfoenoil- º. 3-sulfopyruvate º Sulfoacetaldehyde Coenzyme M pyruvate

[00473] A descarboxilação não-oxidativa de 3-sulfopiruvato em sulfoacetaldeído é catalisada por descarboxilase sulfopiruvato (EC 4.1.1.79) contendo duas subunidades, comD (SEQ ID NO:19) e come (SEQ ID NO:20). Como ambas as coenzimas B e coenzima M estão envolvidas na metanogênses e as reações a jusante da descarboxilação são análogas, é possível que as descarboxilases desenvolvam juntas e mostrem alta homologia uma com a outra.[00473] The non-oxidative decarboxylation of 3-sulfopyruvate in sulfoacetaldehyde is catalyzed by sulfopyruvate decarboxylase (EC 4.1.1.79) containing two subunits, comD (SEQ ID NO: 19) and eats (SEQ ID NO: 20). As both coenzymes B and coenzyme M are involved in methanogenesis and the reactions downstream of decarboxylation are analogous, decarboxylases may develop together and show high homology to each other.

[00474] ComD, ComE e seus ortólogos encontrados no banco de dados BRENDA foram utilizados como chaves (“queries”) para pesquisa em BLAST, Methanocaldococcus jannaschii. A melhor combinação foi obtida usando a descarboxilase ComD/ComE de Methanocella paludicola (SEQ ID 21).[00474] ComD, ComE and their orthologists found in the BRENDA database were used as keys ("queries") for research in BLAST, Methanocaldococcus jannaschii. The best combination was obtained using Methanocella paludicola ComD / ComE decarboxylase (SEQ ID 21).

[00475] Apenas duas estruturas de abertura de leitura (MJO0277 e MJO663) codificadas pelo genoma de M. jannaschii mostraram significante homologia ao comD/comE com o valor E <0,0001. Ambas foram anotadas como sintases acetolactato (SEQ ID 22 e SEQ ID 23).[00475] Only two reading opening structures (MJO0277 and MJO663) encoded by the genome of M. jannaschii showed significant homology to comD / comE with the value E <0.0001. Both were noted as acetolactate synthases (SEQ ID 22 and SEQ ID 23).

[00476] Uma outra busca foi realizadas usando sequências de descarboxilases aceitando substratos similares que foram depositadas no banco de dados BRENDA (descarboxilase 2-ceto glutarato, descarboxilase oxaloacetato, descarboxilase Q&- ceto sovalerato, descarboxilase de ácido amino transaminado, descarboxilase benzoilformato, descarboxilase 2-ceto arginina, descarboxilase fosfonopiruvato, descarboxilase piruvato e descarboxilase indol-3-piruvato).[00476] Another search was performed using decarboxylase sequences accepting similar substrates that were deposited in the BRENDA database (2-keto glutarate decarboxylase, oxaloacetate decarboxylase, Q & decarboxylase decarylate, transaminated amino acid decarboxylase, benzoyl decarboxylase, decarboxylase 2 - arginine keto, phosphonopyruvate decarboxylase, pyruvate decarboxylase and indole-3-pyruvate decarboxylase).

Chave Substrato Fonte Hits (valor E < 107) (nome & entrada UNIPROT) Kgd Descarboxilase |Mycobacterium Sem Hits Q9Cc97 2-ceto leprae glutarato ECKey Substrate Source Hits (value E <107) (UNIPROT name & entry) Kgd Descarboxylase | Mycobacterium Without Hits Q9Cc97 2-keto leprae glutarate EC

4.1.1.71 CcitM Descarboxilase | Lactococcus Sem Hits Q7TX425 oxaloacetato lactis Kivd Descarboxilase | Lactococcus NP 247250.1 sintase Q68477 a-ceto lactis acetolactato isovalerato Subunidade catalítica EC4.1.1.1 valor-E:8e-29 Subunidade maior IlvB5Se-l19 ARO1lO Descarboxilase | Saccharomyces NP 247250.1 sintetase Q06408 |de ácido amino cerevisiae acetolactato subunidade transaminado EC catalítica 2e-174.1.1.71 CcitM Descarboxylase | Lactococcus Without Hits Q7TX425 oxaloacetate lactis Kivd Descarboxylase | Lactococcus NP 247250.1 synthase Q68477 a-keto lactis acetolactate isovalerate Catalytic subunit EC4.1.1.1 E-value: 8e-29 Major subunit IlvB5Se-l19 ARO1lO Descarboxylase | Saccharomyces NP 247250.1 synthase Q06408 | amino acid cerevisiae acetolactate transaminated EC catalytic subunit 2e-17

4.1.1.- NP 247647.1 sintase acetolactato subunidade grande IlvB9e-12 P58416.1 descarboxilase sulfopiruvato - subunidade beta 43-04 MdlC Descarboxilase | Sulfolobus Np 247250.1 sintase Q97XR3 |benzoil formato| solfataricus acetolactato subunidade EC 4.1.1.7 catalítica 3e-23 NP 247065.1 proteína da partícula sinal de reconhecimento Srp54 6e-04 2V3C C estrutura cristal de Srp54-Srpl19-7s.S SrpRna 6e- 04 3NDB B estrutura de cristal de uma sequência sinal ligada ao sinal 6e-04 arul Descarboxilase| Pseudomonas NP 247250.1 sintase B7V368 |2-ceto ariginia) aeruginos acetolactato Subunidade catalítica 42-71 NP 247647.1 sintase acetolactato subunidade grande 2e-38 NP-248425.1 ácido cobirínico Sintase a,c-diamida 4e-05 Fom2 Descarboxilase Erwinia P58416.1 descarboxilase Q6D9IX5 fosfono- carotovora sulfopiruvato - subunidade piruvato subespécie beta 3e-20 atroseptica P58415.1 descarboxilase4.1.1.- NP 247647.1 acetolactate synthase large subunit IlvB9e-12 P58416.1 sulfopyruvate decarboxylase - beta subunit 43-04 MdlC Descarboxylase | Sulfolobus Np 247250.1 Q97XR3 synthase | benzoyl format | solfataricus acetolactate subunit EC 4.1.1.7 catalytic 3e-23 NP 247065.1 particle protein recognition signal Srp54 6e-04 2V3C C crystal structure of Srp54-Srpl19-7s.S SrpRna 6e- 04 3NDB B crystal structure of a signal sequence linked to signal 6e-04 arul Descarboxylase | Pseudomonas NP 247250.1 synthase B7V368 | 2-keto ariginia) aerugines acetolactate Catalytic subunit 42-71 NP 247647.1 synthase acetolactate subunit large 2e-38 NP-248425.1 cobyrinic acid Synthase a, c-diamide 4e-05 Fom2 Dcarboxylase - sulfotyruvate carotovora - pyruvate subunit beta 3e-20 subspecies atroseptica P58415.1 decarboxylase

(pectobacteri| sulfopiruvato - subunidade um alfa 2e-11 atrosepticum) NP 247516.1 ferredoxinoxidoreductase 2- oxoglutarato - subunidade beta 2e-05 NP 247250.1 sintase acetolactato subunidade catalítica 6e-04 PDC6 Descarboxilase | Saccharomyces NP 247250.1 sintase P26263 piruvato de cerevisieae acetolactato subunidade isozima 3 catalítica 6e-23(pectobacteri | sulfopyruvate - subunit an alpha 2e-11 atrosepticum) NP 247516.1 ferredoxinoxidoreductase 2- oxoglutarate - beta sube 2e-05 NP 247250.1 acetolactate synthase catalytic subunit 6e-04 PDC6 Descarboxylase | Saccharomyces NP 247250.1 synthase P26263 cerevisieae pyruvate acetolactate subunit isozyme 3 catalytic 6e-23

4.1.1.1 NP 247647.1 sintase acetolactato subunidade grande IlvB9e-14 P58416.1 descarboxilase sulfopiruvato subunidade beta 6e-04 NP 247310.1 proteína hipotética MJ 0337 9e-04 Ipde Descarboxilase Pantoea NP 247250.1 sintase F2EPZ5 indol-3- ananatis acetolactato subunidade piruvato catalítica 6e-22 NP 247647.1 sintase acetolactato subunidade grande 7e-l12 NP 247516.1 ferredoxinoxidoreductase de 2-oxoglutarato - subunidade beta 9e-054.1.1.1 NP 247647.1 acetolactate synthase large subunit IlvB9e-14 P58416.1 decarboxylase sulfopyruvate beta subunit 6e-04 NP 247310.1 hypothetical protein MJ 0337 9e-04 Ipde Descarboxylase Pantoea NP 247250.1 synthase F2EPZ5 indol-3-ananathisate pyrolate 3-indolate-3-ananathisate NP 247647.1 acetolactate synthase large subunit 7e-l12 NP 247516.1 ferredoxinoxidoreductase 2-oxoglutarate - beta subunit 9e-05

[00477] MJI277 (número de acesso NP 247250) e MJO0663 (NP 247647) foram bons Hits para quase todas as chaves utilizadas para buscar o genoma. O alinhamento da proteína usando o algoritmo ClustaIV demonstrou significante homologia entre MJ0277 e as proteínas comD/comE (Figura 20).[00477] MJI277 (accession number NP 247250) and MJO0663 (NP 247647) were good hits for almost all keys used to search the genome. The protein alignment using the ClustaIV algorithm demonstrated significant homology between MJ0277 and the comD / comE proteins (Figure 20).

[00478] Entretanto, MJO0277 demonstrou uma homologia ainda maior para a sintetase de acetolactato LACLA de Lactococcus lactis (figura 21).[00478] However, MJO0277 demonstrated an even greater homology for LACLA acetolactate synthetase from Lactococcus lactis (figure 21).

[00479] A análise dos domínios funcionais em sintase acetolactase LACLA, comD/come de Methanocellla paludicola e a sintase acetolactato hipotética MJ0277 demonstrou que todas elas tinham uma estrutura similar contendo um sítio de ligação da tiamina-fosfato (Figura 22). Os resultados quase idênticos foram obtidos para a segunda estrutura de abertura de leitura MJO0O663 de Methanocaldococcus jannaschii.[00479] Analysis of functional domains in LACLA acetolactase synthase, with D / come from Methanocellla paludicola and the hypothetical acetolactate synthase MJ0277 demonstrated that they all had a similar structure containing a thiamine-phosphate binding site (Figure 22). Almost identical results were obtained for the second reading opening structure MJO0O663 by Methanocaldococcus jannaschii.

[00480] A enzima sintase acetolactato (ALS) (também conhecida como sintase de ácido acetohidroxi) catalisa a conversão de piruvato em a-acetolactato. o o sintase o o PE J S acetolactato J 1 AO AE Dá " =-— - Á NR Son * Fo: o o É OH[00480] The enzyme acetolactate synthase (ALS) (also known as acetohydroxy acid synthase) catalyzes the conversion of pyruvate to α-acetolactate. o o synthase o o PE J S acetolactate J 1 AO AE Dá "= -— - Á NR Son * Fo: o o É OH

[00481] A primeira etapa da reação é a descarboxilação de piruvato (que é um ácido 2-ceto) em um intermediário de ligação de enzima que é adicionalmente condensado com uma segunda molécula de piruvato resultando em acetolactato. Assimy as descarboxilases de ácido 2-ceto e sintases acetolactato demonstram prováveis alta homologia entre si. Conclusão:[00481] The first step of the reaction is the decarboxylation of pyruvate (which is a 2-keto acid) in an enzyme binding intermediate that is additionally condensed with a second pyruvate molecule resulting in acetolactate. Thus, 2-keto acid decarboxylases and acetolactate synthases are likely to show high homology to each other. Conclusion:

[00482] A análise do genoma de M. jannaschii demonstrou a presença de duas proteínas anotadas como sintases acetolactato (MJ0277 e MJO663) que podem ser previamente não identificadas na descarboxilase não-oxidativa de ácido 2-ceto subérico envolvida na biossíntese da coenzima B. Apenas Methanogenic spp. tem aparentemente esta segunda versão da sintase acetolactato (MIO663) com, por exemplo, Methanocaldococcus fervens (NC 013156.1) (Locus YP 003128272); Methanotorris igneus KoI 5 (NC 015562.1) (Locus YP 004483786) e Methanocaldococcus infernos ME (NC 014122.1 (Locus YP 003615749) todos tendo proteínas com mais do que 75% de positivos para MJ0663. Nenhuma não- metanogênica spp., teve mais do que 50% de positivos para MJO0666. A outra spp., teve um segundo gene com homologia par[00482] Analysis of the genome of M. jannaschii demonstrated the presence of two proteins annotated as acetolactate synthases (MJ0277 and MJO663) that can be previously unidentified in the non-oxidative sub-keto acid non-oxidative decarboxylase involved in biosynthesis of coenzyme B. Only Methanogenic spp. it apparently has this second version of acetolactate synthase (MIO663) with, for example, Methanocaldococcus fervens (NC 013156.1) (Locus YP 003128272); Methanotorris igneus KoI 5 (NC 015562.1) (Locus YP 004483786) and Methanocaldococcus infernos ME (NC 014122.1 (Locus YP 003615749) all having proteins with more than 75% positive for MJ0663. No non-methanogenic spp., Had more than 50% positive for MJO0666. The other spp., Had a second gene with even homology

MIO277, Methanocaldococcus fervens (Locus YP 003127480); Methanotorris igneus KoI 5 (Locus YP 004484320) e Methanocaldococcus infernos ME (Locus YP 003615922) e este gene foi anotado como uma sintase acetolactato. Este gene teve homologia para sintase acetolactato em outros organismos não metanogênico.MIO277, Methanocaldococcus fervens (Locus YP 003127480); Methanotorris igneus KoI 5 (Locus YP 004484320) and Methanocaldococcus infernos ME (Locus YP 003615922) and this gene was noted as an acetolactate synthase. This gene had homology for acetolactate synthase in other non-methanogenic organisms.

[00483] É muito provável que um deles seja a real sintase acetolactato. Esta atividade enzimática tem sito demonstrada em muitas archaebactéria, e M. jannaschii codifica a sintase acetolactato reguladora da subunidade, MJO161. Entretanto, uma das enzimas pode ser a não identificada descarboxilase 2- ceto ácida e não foi simplesmente observada. É provável que a subunidade reguladora MJO0l161 ou ILVN (Methanocaldococcus jannaschii - Locus NP247129), a pequena subunidade da sintase acetolactato seja requerida para a atividade descarboxilase de MJO277 ou MJO663. Esta é uma subunidade pequena -190aa que se liga ao dímero ou possivelmente tetrâmetro da holoenzima de AHAS/ILVB em número igual. ILVN responde à concentração de valina agindo como uma matéria prima para prevenir a super- produção (Barak e Chipman 2012). A holoenzima ILVB é apenas 5-15% eficiente na ausência de ILVN, a unidade regulatória não tem atividade sobre si própria (M. Vyazmensky, C. Sella, Z. Barak, D.M. Chipman, - “Isolation and Charcterization of Subunits of Acetohydroxy Acid synthase Isozme III and Reconstitution of the Holoenzime”, - Biochemistry, 35 (1996), pp. 10339-10346).[00483] It is very likely that one of them is the real acetolactate synthase. This enzymatic activity has been demonstrated in many archaebacteria, and M. jannaschii encodes the subunit regulatory acetolactate synthase, MJO161. However, one of the enzymes may be the unidentified 2-keto acid decarboxylase and was not simply observed. It is likely that the regulatory subunit MJO0l161 or ILVN (Methanocaldococcus jannaschii - Locus NP247129), the small subunit of acetolactate synthase is required for the decarboxylase activity of MJO277 or MJO663. This is a small -190aa subunit that binds the dimer or possibly tetrameter of the AHAS / ILVB holoenzyme in equal numbers. ILVN responds to the concentration of valine by acting as a raw material to prevent overproduction (Barak and Chipman 2012). The ILVB holoenzyme is only 5-15% efficient in the absence of ILVN, the regulatory unit has no activity on itself (M. Vyazmensky, C. Sella, Z. Barak, DM Chipman, - “Isolation and Charcterization of Subunits of Acetohydroxy Acid synthase Isozme III and Reconstitution of the Holoenzime ”, - Biochemistry, 35 (1996), pp. 10339-10346).

[00484] Alternativamente, o ácido 2-ceto subérico pode ser descarboxilado por uma enzima responsável pela descarboxilação de 3-sulfopiruvato na rota da coenzima M. Portanto, a descarboxilase comD/come pode também ser considerada como uma enzima alvo.Alternatively, submeric 2-keto acid can be decarboxylated by an enzyme responsible for decarboxylation of 3-sulfopyruvate in the coenzyme M route. Therefore, decarboxylase comD / come can also be considered as a target enzyme.

[00485] As proteínas anotadas como sintases acetolactato MJO0277 (NP 247250) e MJOG663 (NP 247647) foram identificadas como as principais candidatas para descarboxilação não oxidativa de ácido 2-ceto adípico, ácido 2-ceto pimélico e ácido 2-ceto subérico. As sintases acetolactato foram reportadas por catalisar a descarboxilação de ácido 2-ceto (Atsumi, S. et al., 2009, - “Acetolactate synthase from Bacillus subtilis serves as a 2-ketoisovalerate decarboxylase for isobutano Synthesis in Escherichia coli.”, - Applied and Environmental Microbiology, 75(19): 6306-6311). Em adição: descarboxilase 3-sulfopiruvato comD/come (P58415/P58416), Kgd (Q9CC97), citM (Q7X4Z5), kivd (Q6837), AROl1O (Q06408), mdlC (Q97XR3), aruIl (B7V368) fom2 (Q6D9X5), PDC6 (P26263) e IpdC (F2EPZ5) são excelentes candidatas para a conversão de ácido 2-ceto subérico em semialdeído de ácido pimélico (SEQ ID Nos: 24-40).[00485] The proteins annotated as acetolactate synthases MJO0277 (NP 247250) and MJOG663 (NP 247647) have been identified as the main candidates for non-oxidative decarboxylation of adipic 2-keto acid, 2-keto pyelic acid and 2-keric acid. Acetolactate synthases have been reported to catalyze the decarboxylation of 2-keto acid (Atsumi, S. et al., 2009, - “Acetolactate synthase from Bacillus subtilis serves as a 2-ketoisovalerate decarboxylase for isobutane Synthesis in Escherichia coli.”, - Applied and Environmental Microbiology, 75 (19): 6306-6311). In addition: 3-sulfopyruvate decarboxylase with D / come (P58415 / P58416), Kgd (Q9CC97), citM (Q7X4Z5), kivd (Q6837), AROl1O (Q06408), mdlC (Q97XR3), aruIl (B7V368) fom2 (5) PDC6 (P26263) and IpdC (F2EPZ5) are excellent candidates for the conversion of submeric 2-keto acid to pyelic acid semialdehyde (SEQ ID Nos: 24-40).

3.1.10 - Conversão de ácido a-ceto pimélico em ácido a-ceto subérico por alongamento de cadeia de ácido Qa-ceto (Ver, figura 10):3.1.10 - Conversion of pyelic a-keto acid to submerged a-keto acid by lengthening the Qa-keto acid chain (See, figure 10):

[00486] 3.1.10.1 - Seleção do gene de enzima alvo[00486] 3.1.10.1 - Selection of the target enzyme gene

[00487] A conversão do ácido a-ceto pimélico em ácido a-ceto subérico foi previamente reportado por ser parte da biossíntese da coenzima B em archaebactéria metanogênica, tal como Methanocaldococcus jannaschii, Methanocaldococcus vannielii, Methanocaldococcus maripaludis, Methanobacterium thermoautorophicum, Methanosarcina termophila e outras (White, “Arch. Biochem. Biophy.”, 270: 691-697 (1989)). Os genes codificantes das enzimas envolvidas nos múltiplos ciclos de alongamento de cadeia a partir do ácido ceto glutárico em ácido subérico, homólogos para as enzimas envolvidas na biossíntese de leucina e lisina, foram identificados a partir de Methanocaldococcus jannaschii e suas proteínas correspondentes caracterizadas (reação e alongamento da cadeia de ácido Qa-ceto envolvidas na biossíntese da coenzima B (fosfato de 7-mercaptoheptanoil treonina) em Howell et al., “Biochemistry” 37:10108-10117 (1998): Drevland et al., J. Bacteriol.”, 189: 4391-4400 (2007); Howell et al., “J. Bacteriol.”, 182: 5013-5016 (2000); Drevland et al., “J. Biol. Chem.”, 283: 28888-28896 92008); e Jeyakanthan et al., “Biochemistyr”, 49: 2687-2696 (2010).[00487] The conversion of pyelic a-keto acid to submeric a-keto acid has been previously reported to be part of the biosynthesis of coenzyme B in methanogenic archaebacteria, such as Methanocaldococcus jannaschii, Methanocaldococcus vannielii, Methanocaldococcus maripaludis, Methanocalhina, Methanocalhina (White, "Arch. Biochem. Biophy.", 270: 691-697 (1989)). The genes encoding the enzymes involved in the multiple cycles of chain elongation from keto glutaric acid in submeric acid, homologous to the enzymes involved in leucine and lysine biosynthesis, were identified from Methanocaldococcus jannaschii and their corresponding characterized proteins (reaction and elongation of the Qa-keto acid chain involved in the biosynthesis of coenzyme B (7-mercaptoheptanoyl threonine phosphate) in Howell et al., “Biochemistry” 37: 10108-10117 (1998): Drevland et al., J. Bacteriol. ” , 189: 4391-4400 (2007); Howell et al., "J. Bacteriol.", 182: 5013-5016 (2000); Drevland et al., "J. Biol. Chem.", 283: 28888-28896 92008); and Jeyakanthan et al., “Biochemistyr”, 49: 2687-2696 (2010).

[00488] Os genes ortólogos foram também identificados a partir de Methanobacterium thermoautotrophicum, mas seus produtos não foram caracterizados ainda. Pelo menos dois isogenes forma reportados nesta archaebactéria para cada uma das atividades requeridas (ASKA, AksD/E e AksSF) cmo previamente relatado em Methanocaldococcus jannaschii (Smith et al., 1997, 179, 7135-7155). A tabela abaixo apresenta a ortologia das proteínas correspondentes de Methanobacterium thermoautotrophicum com as proteínas de Methanocaldococcus jannaschii bem caracterizadas com base na literatura previamente mencionada e sua função potencial deduzida.[00488] Orthologous genes have also been identified from Methanobacterium thermoautotrophicum, but their products have not been characterized yet. At least two isogens have been reported in this archaebacterium for each of the required activities (ASKA, AksD / E and AksSF) as previously reported in Methanocaldococcus jannaschii (Smith et al., 1997, 179, 7135-7155). The table below presents the orthology of the corresponding proteins of Methanobacterium thermoautotrophicum with the proteins of Methanocaldococcus jannaschii well characterized based on the previously mentioned literature and their potential function deduced.

Atividade da enzima| Proteínas | Funções das proteínas Proteínas M. de M. jannaschii ortólogas de jannaschii M. termoauto- trophicum AKSA: sintase 2- MJO503 Condensação de a-ceto isopropilmalato/ glutarato e acetil-CoA sintase homocitrato)| para formar trans- MTH1630 homoaconitato; funções na síntese de a-ceto suberato MJ1195 Formação de 2- isopropilmalato a partir de acetil-CoA e 2-oxoisovalerato na MTH1481 biossíntese de leucina AksD: desidratase MJ1003 Formação de cis-homo, 3-7 aconitato (n=1-4) isopropilmalato/hom| quando acoplado com MTH1631 oaconitase MJ1271; envolvido na (subunidade grande) produção de ácido a- ceto subérico MJO0499 Envolvido na biossíntese de leucina MTH1386 AksE: desidratase MJI1271 Formação de cis-homo, MTHO829 ou isomerase de 3- aconitato (n=1-4) contém a isopropilmalato/ quando acoplado com sequência homoaconitase MJ1003; envolvido na | consenso de (subunidade produção de ácido a- | YLTR carac- pequena) ceto subérico terística da homoa- conitase MJI1277 Envolvido na MTH1387: biossíntese de leucina Contém a sequência consenso de YLVM carac- terística isomerase de isopro- pilmalato AksF: desidrogenase MJ1596 Envolvido na produção de 3- de ácido a-ceto MTH1388 isopropilmalato/des subérico idrogenase de MI0720 Envolvida na homoisocitrato biossíntese da leucina MTHO184Enzyme activity | Proteins | Functions of proteins M. proteins of M. jannaschii orthologues of jannaschii M. termoauto-trophicum AKSA: synthase 2- MJO503 Condensation of isopropylmalate / glutarate a-keto and acetyl-CoA synthase homocitrate) | to form homoaconitate trans-MTH1630; functions in the synthesis of suberate a-keto MJ1195 Formation of 2-isopropylmalate from acetyl-CoA and 2-oxoisovalerate in MTH1481 AksD leucine biosynthesis: dehydratase MJ1003 Formation of cis-homo, 3-7 aconitate (n = 1-4) isopropylmalate / hom | when coupled with MTH1631 oaconitase MJ1271; involved in the (large subunit) production of subterranean aceto acid MJO0499 Involved in leucine biosynthesis MTH1386 AksE: dehydratase MJI1271 Formation of cis-homo, MTHO829 or 3-aconitate isomerase (n = 1-4) contains isopropylmalate / when coupled with homoaconitase sequence MJ1003; involved in | consensus of (subunit a- acid | YLTR carac- small) teristic subterranean keto of homo-conitase MJI1277 Involved in MTH1387: leucine biosynthesis Contains the consensus sequence of YLVM characteristic isopropylmalate isomerase AksF: dehydrogenase in MJ1596 involved production of 3-a-keto acid MTH1388 isopropylmalate / sub-sub-MI0720 idrogenase involved in the homoisocitrate leucine biosynthesis MTHO184

[00489] A identificação dos ortólogos para as proteínas de alongamento de cadeia em Methanobacterium thermoatotrophicum foi reportada na literatura a partir dos dados genômicos comparativos entre os genomas de Methanocaldococcus jannaschii e de Methanobacterium thermoautotrophicum, análise de sequência das proteínas correspondentes e avaliação a atividade. A aplicação potencial dos produtos de genes alternativos de Methanobacterium thermoautotrophicum e seus correspondentes ortólogos de Methanocaldococcus jannaschii para a síntese de ácido alfa-ceto pimélico foi reportada (publicação WO 2010-104391 A2). Portanto, oito proteínas de Methanobacterium thermoautotrophicum foram selecionadas à partir da exemplificação da reação e alongamento de cadeia entre o ácido pimélico e o ácido subérico, ou seja, AkKSA sintase 2-isopropilmalato/sintase homocitrato MTH1630 (GeneBank: AEOOO0666.1; fragmento 1494539-1495714) e MTH1481 (GeneBank AEONOO0666.1; fragmento 1337346-1338863); AksD desidratase 3-isopropilmalato/homoaconitase (subunidade grande) MTH1386 (GeneBank AEOO00666.1; framento 1253910- 1255169) e MTH1631 (GeneBank AEOO00666.1; fragmento 1495715- 1497001); AkKsSE desidratase ou isomerase de 3- isopropilmalato/homoaconitase (subunidade pequena) MTHO829 ((GeneBank AEO0O00666.1; Fragmento 752586-753098); e MTH1387 (GeneBank AE000666.1; fragmento 1255181-1255669); e AkSF desidrogenase de 3-isopropilmalato/desidrogenases de homoisocitrato, MTHO184 (GeneBank AE 000666.1; fragmento 130396-131391); e MTH 1388 (GeneBank AEOO00666.1; fragmento 1255666-1256655) .[00489] The identification of the orthologists for the chain-lengthening proteins in Methanobacterium thermoatotrophicum has been reported in the literature from the comparative genomic data between the genomes of Methanocaldococcus jannaschii and Methanobacterium thermoautotrophicum, sequence analysis of the corresponding proteins and evaluation of activity. The potential application of Methanobacterium thermoautotrophicum alternative gene products and their corresponding Methanocaldococcus jannaschii orthologists for the synthesis of alpha-keto pyelic acid has been reported (publication WO 2010-104391 A2). Therefore, eight Methanobacterium thermoautotrophicum proteins were selected based on the example of the reaction and elongation of the chain between pyelic acid and submeric acid, that is, AkKSA 2-isopropylmalate synthase / MTH1630 homocitrate synthase (GeneBank: AEOOO0666.1; fragment 1494539-; 1495714) and MTH1481 (GeneBank AEONOO0666.1; fragment 1337346-1338863); AksD dehydratase 3-isopropylmalate / homoaconitase (large subunit) MTH1386 (GeneBank AEOO00666.1; fraction 1253910-12555) and MTH1631 (GeneBank AEOO00666.1; fragment 1495715-1497001); AkKsSE dehydratase or 3-isopropylmalate / homoaconitase isomerase (small subunit) MTHO829 ((GeneBank AEO0O00666.1; Fragment 752586-753098); and MTH1387 (GeneBank AE000666.1; fragment 1255181-1255669); homoisocitrate dehydrogenases, MTHO184 (GeneBank AE 000666.1; fragment 130396-131391); and MTH 1388 (GeneBank AEOO00666.1; fragment 1255666-1256655).

[00490] Os genes alelo-selvagem foram selecionados para a construção de correspondentes vetores de expressão em E.[00490] The allele-wild genes were selected for the construction of corresponding expression vectors in E.

coli, exceto para os genes AksA (1)-MTH1630, AksD(2-MTH1631 e AksF (2) -MTH1388, nos quais o códon de partida GTG ou TTG forma alterados para ATG.coli, except for the AksA (1) -MTH1630, AksD (2-MTH1631 and AksF (2) -MTH1388 genes, in which the GTG or TTG start codon was changed to ATG.

[00491] 3.1.10.2 - Clonagem dos vetores de expressão contendo os genes alvos:[00491] 3.1.10.2 - Cloning of expression vectors containing the target genes:

[00492] Os genes alvos selecionados de Methanobacterium thermoautotrophicum foram então clonados dentro da cadeia principal de pET21-a indutível IPTG usando a tecnologia inABLE, como descrito em detalhes na Seção 3.1.1.2) para produzir 19 (M. thermoautotrophicum o gene AKksA(1)-MTH1630 em pET21-a), 110 ((M. thermoautotrophicum o gene AksA(2)-MTHI1481 em pET21-a), I1l1((M. thermoautotrophicum o gene AksD(1)- MTH1386 em pET21-a), 112 (M. thermoautotrophicum o gene AksSD(2) -MTH1631 em pET21-a), 113 ((M. thermoautotrophicum o gene AksE(1)-MTHO0O829 em pET21-a), I14 (M. thermoautotrophicum o gene AksE (2) -MTH1387 em pET21-a), 115 (M. thermoautotrophicum o gene AksF(1)-MTHO0O184 em pET21-a), e Il6 (M. thermoautotrophicum o gene AksF(2)-MTHO01368 em pET21-a).[00492] The selected target genes of Methanobacterium thermoautotrophicum were then cloned into the main chain of inducible pET21-a IPTG using inABLE technology, as described in detail in Section 3.1.1.2) to produce 19 (M. thermoautotrophicum the AKksA gene (1 ) -MTH1630 in pET21-a), 110 ((M. thermoautotrophicum the AksA gene (2) -MTHI1481 in pET21-a), I1l1 ((M. Thermoautotrophicum the AksD gene (1) - MTH1386 in pET21-a), 112 (M. thermoautotrophicum the AksSD (2) -MTH1631 gene in pET21-a), 113 ((M. thermoautotrophicum the AksE gene (1) -MTHO0O829 in pET21-a), I14 (M. thermoautotrophicum the AksE gene (2) - MTH1387 in pET21-a), 115 (M. thermoautotrophicum the AksF (1) -MTHO0O184 gene in pET21-a), and Il6 (M. thermoautotrophicum the AksF (2) -MTHO01368 gene in pET21-a).

[00493] Resumidamente, os sítios Earl potenciais nos genes selecionados e a cadeia principal do vetor foram rompidos para prevenir a interferência com a preparação de fusão parcial/fusão envolvendo a digestão EarI/ciclos de ligação. Nenhum sítio EarI foi observado em AksD(1)-MTH1386, AksD(2)- METH1631 e AksE(2)-MTH1387. Um sítio Earl foi observado em cada um dos genes de AKksA(l)-MTH1630, AKksSA (2) -MTH1481, AksSE (1) -MTH0829, e AksF(2)-MTH1388, e dois sítios EarI foram observados nos genes AksF(1)-MTHO184, três sítios EarI foram detectados na cadeia principal do vetor pET21-a. Os sítios EarI foram rompidos pela introdução de uma mutação silente dentro do sítio de restrição. Os três sítios EarI no vetor foram rompidos através da mutação na última base guanidinas do sítio de restrição dentro da timina.[00493] Briefly, the potential Earl sites in the selected genes and the vector's main strand were disrupted to prevent interference with the partial fusion / fusion preparation involving EarI digestion / ligation cycles. No EarI sites were observed in AksD (1) -MTH1386, AksD (2) - METH1631 and AksE (2) -MTH1387. One Earl site was observed in each of the AKksA (1) -MTH1630, AKksSA (2) -MTH1481, AksSE (1) -MTH0829, and AksF (2) -MTH1388 genes, and two EarI sites were found in the AksF ( 1) -MTHO184, three EarI sites were detected in the main chain of the pET21-a vector. EarI sites were disrupted by introducing a silent mutation within the restriction site. The three EarI sites in the vector were disrupted by mutating the last guanidine base of the restriction site within the thymine.

[00494] AS sequências livres de EarI foram então utilizadas como sequências de entrada no software de desenho de parte para construir os flancos das partes truncadas correspondentes através dos sítios Earl, como discutido na Seção 3.1.1.2. As partes truncadas sintetizadas de Methanobacterium thermoautotrophicum AksA(1)-MTH1630 (TP480), AKSA (2) -MTH1481 (TP49), AKksD(1)-MTH1386 (TP50), AksD(2)- MTH1631 (TP51), AKsSE (1) -MTH0829 (TP52), AKsSE (2) -MTH1387 (TP53), AksF(1)-MTHO184 (TP54), e AksF(2)-MTH1388 (TP55) foram inseridas dentro do vetor DNA2,0 pJ20l. O vetor de parte truncada pET2l1-a foi completamente sintetizado com a introdução de um fragmento incluindo o gene de resistência de cloranfenicol para produzir o vetor TP31.[00494] EarI free sequences were then used as input sequences in the part design software to construct the flanks of the corresponding truncated parts through the Earl sites, as discussed in Section 3.1.1.2. The synthesized truncated parts of Methanobacterium thermoautotrophicum AksA (1) -MTH1630 (TP480), AKSA (2) -MTH1481 (TP49), AKksD (1) -MTH1386 (TP50), AksD (2) - MTH1631 (TP51), AKsSE (1 ) -MTH0829 (TP52), AKsSE (2) -MTH1387 (TP53), AksF (1) -MTHO184 (TP54), and AksF (2) -MTH1388 (TP55) were inserted into the DNA2.0 pJ20l vector. The truncated part vector pET2l1-a was completely synthesized with the introduction of a fragment including the chloramphenicol resistance gene to produce the vector TP31.

[00495] A fosforilação e subsequente anelamento dos oligonucleotídeos inABLE foram realizadas como descrito na seção 3.1.1.2. Resumidamente, os oligos foram incubados com T4 quinase a 37ºC durante30 minutos, seguido por inativação da enzima a 65ºC durante 20 minutos. Em seguida, parte das fusões ligantes foram preparadas através da ligação da extremidade 5'"- da parte truncada com sua correspondente parte oligo do fragmento anelado, e a extremidade 3'- da parte truncada com o ligante oligo do fragmento anelado, como previamente descrito na seção 3.1.1.2. As fusões de parte ligante correspondentes aos genes selecionados (Methanobacterium thermoautotrophicum - AKkSA (1) -MTH1630, AksA (2) -MTH1481, AksD(1)-MTH1386, AksD(2)-MTH1631, AKkKsE(1)- MTHO829, AKksE(2)-MTH1387, AKksSF(1)-MTHO184 e AksF(2)-MTH1388) foram preparadas através da ligação de suas respectivas partes oligo aneladas (POA48, POA49, POA5SO, POA51l, POAS52, POA5S3, POAS4, ou POAS5S), suas partes truncadas (TP48, TP49 TP51, TP52, TP53, TP54, ou TP55), e os oligos ligantes anelados a partir da cadeia principal do vetor. As fusões das partes ligantes correspondentes à cadeia principal do vetor foram preparadas através da ligação de sua parte oligo anelada, sua parte truncada, e os oligos ligantes anelados a partir de ambos os genes. Um arranjo livre de gene do controle negativo também foi preparado pela ligação da cadeia principal do vetor dos oligos de parte aneladas, sua parte truncada, e seu oligo ligante anelado, resultando em um auto- arranjo da cadeia principal do vetor.[00495] Phosphorylation and subsequent annealing of inABLE oligonucleotides were performed as described in section 3.1.1.2. Briefly, the oligos were incubated with T4 kinase at 37ºC for 30 minutes, followed by inactivation of the enzyme at 65ºC for 20 minutes. Then, part of the ligation fusions were prepared by ligating the 5 '"end - of the truncated part with its corresponding oligo part of the ring fragment, and the 3'- end of the truncated part with the oligo ligand of the ring fragment, as previously described in section 3.1.1.2 The ligand part fusions corresponding to the selected genes (Methanobacterium thermoautotrophicum - AKkSA (1) -MTH1630, AksA (2) -MTH1481, AksD (1) -MTH1386, AksD (2) -MTH1631, AKkKsE (1 ) - MTHO829, AKksE (2) -MTH1387, AKksSF (1) -MTHO184 and AksF (2) -MTH1388) were prepared by connecting their respective ringed oligo parts (POA48, POA49, POA5SO, POA51l, POAS52, POA5S3, POAS4 , or POAS5S), their truncated parts (TP48, TP49 TP51, TP52, TP53, TP54, or TP55), and the ring ligand oligos from the vector's main chain. by connecting its ringed oligo part, its truncated part, and the oligos li ringed giants from both genes. A gene-free arrangement of the negative control was also prepared by linking the vector main chain of the ringed part oligos, their truncated part, and their ringed oligo ligand, resulting in a self-arrangement of the vector's main chain.

[00496] Um excesso molar de dez a 20 vezes das partes oligos e ligantes para a parte truncada foi utilizada na reação do gene e do vetor a favor da ligação entre a parte truncada e o oligonucleotídeo durante cada digestão EarI/ciclo de ligação. A digestão EarI/reação ligação de 50 UL foram incubadas em um termociclador (Eppendorf Mastercycler Gradient), alternando a temperatura entre 37ºC e 16ºC. Na completação dos ciclos, as amostras foram carregada em um gel de agarose a 0,7%, e os fragmentos de tamanho esperado foram observados para a preparação das fusões de partes/ligantes. As bandas de tamanho corretos foram então cortadas do gel, e o DNA foi extraído em gel usando o kit de extração da QIAGEN QIAquick. A concentração do DNA variou de 13,6 ng/Ul 24,8 ng/Ul em um volume total de 30Ml (conc. DNA varia de 4,9 nM a 53,9 nM). O auto-arranjo da fusão de parte/ligante (pET21-a parte/pET21-a ligante) para a produção do constructo livre do gene de controle negativo também foi realizado.[00496] A ten to 20-fold molar excess of the oligos and ligands to the truncated part was used in the reaction of the gene and vector in favor of the link between the truncated part and the oligonucleotide during each EarI digestion / ligation cycle. The EarI digestion / ligation reaction of 50 UL were incubated in a thermocycler (Eppendorf Mastercycler Gradient), alternating the temperature between 37ºC and 16ºC. Upon completion of the cycles, the samples were loaded onto a 0.7% agarose gel, and the expected size fragments were observed for the preparation of the parts / ligand fusions. The correct size bands were then cut from the gel, and the DNA was extracted on gel using the QIAGEN QIAquick extraction kit. The DNA concentration ranged from 13.6 ng / Ul 24.8 ng / Ul in a total volume of 30Ml (conc. DNA ranges from 4.9 nM to 53.9 nM). The self-arrangement of the fusion of part / ligand (pET21-a part / pET21-a ligand) for the production of the free construct of the negative control gene was also performed.

[00497] A combinação da fusão de parte gene/ligante com sua respectiva fusão parte vetor/ligante foi então realizada através de um arranjo em 2 partes, como descrito na seção[00497] The combination of the gene / ligand fusion with its respective vector / ligand fusion was then performed using a 2-part arrangement, as described in section

3.1.1.2. Em resumo, os ligantes de parte gene e os ligantes de parte vetor foram incubados em temperatura ambiente durante 30 minutos antes da transformação de alta eficiência, quimicamente competente de células E. coli NEB10fê usando 2141 da reação o arranjo e 10 41ul de células competentes. As células transformadas forma plaqueadas em ágar LB-Amp, e incubadas a 37ºC durante a noite. Cerca de mil clones foram obtidos para cada arranjo. Dois clones aleatórios foram selecionados a partir de cada arranjo, e os vetores correspondentes foram isolados usando o kit QUIAGEN QUIAprep Miniprep.3.1.1.2. In summary, the gene part ligands and the vector part ligands were incubated at room temperature for 30 minutes before the high-efficiency, chemically competent transformation of NEB10fê E. coli cells using 2141 of the reaction arrangement and 10 41ul of competent cells. The transformed cells were plated on LB-Amp agar, and incubated at 37ºC overnight. About a thousand clones were obtained for each arrangement. Two random clones were selected from each array, and the corresponding vectors were isolated using the QUIAGEN QUIAprep Miniprep kit.

[00498] A restrição foi realizada para confirmar a construção do vetor, como descrito na seção 3.1.1.2. Em resumo, os clones obtidos de 19 e foram analisadas usando Bg/II e XmnI para identificação dos clones positivos para a inserção do gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AKkSA(1) -MTH1630 dentro de pET21-a, os clones obtidos do arranjo I10 foram analisados usando PstI e XmalI/XbaIl para identificar a inserção do gene de AksA(2)-MTH-1481 em pET21- a, os clones obtidos do arranjo Ill foram analisados usando HincIT e AlWNI para identificar a inserção do gene de AksD(1) -MTH1386, os clones obtidos doa arranjo Il12 foram analisados usando NcoI e Bg/II para identificar a inserção do gene AksD(2)-MTH1631, os clones obtidos do arranjo Il13 forma analisados usando MluIl e XmnI para identificar a inserção de AksE (1) -MTH0829 dentro de pET21-a, os clones obtidos do arranjo Il14 foram analisados usando PsiI e XmaI/AlwNI para identificar a inserção do gene AKksE(2)-METH1387 dentro do vetor de expressão E. coli, os clones obtidos do arranjo Il5 foram analisados usando AlwNI e HincIIl para identificar a inserção do gene AksF(1)-METHO184 dentro do vetor de expressão de E. coli, e os clones obtidos do arranjo Il6 foram analisados usando BsalI e HindIII/alwNi para identificar a inserção de AksF (2) -MTH1388. Os produtos de restrição foram corridos em gel de agarose, e o padrão de banda esperado foi observado pra os clones testados a partir de cada arranjo, confirmando a construção dos vetores de expressão E. coli pET21-a alojando os genes de alongamento de cadeia de Methanobacterium thermoautotrophicum. Em adição, as junções de partes entre a extremidade 3'"”- e a cadeia principal do vetor e a extremidade 5'”- dos genes bem como entre a extremidade 3'"- do gene e a extremidade 5'"- da cadeia principal do vetor forma sequenciadas para confirmar a construção.[00498] The restriction was performed to confirm the construction of the vector, as described in section 3.1.1.2. In summary, the clones obtained from 19 and were analyzed using Bg / II and XmnI to identify the positive clones for the insertion of the Methanobacterium thermoautotrophicum AKkSA (1) -MTH1630 gene into pET21-a, the clones obtained from the I10 array were analyzed using PstI and XmalI / XbaIl to identify the insertion of the AksA (2) -MTH-1481 gene into pET21- a, the clones obtained from the Ill array were analyzed using HincIT and AlWNI to identify the insertion of the AksD gene (1) - MTH1386, the clones obtained from the Il12 array were analyzed using NcoI and Bg / II to identify the insertion of the AksD (2) -MTH1631 gene, the clones obtained from the Il13 array were analyzed using MluIl and XmnI to identify the AksE insert (1) -MTH0829 within pET21-a, the clones obtained from the Il14 array were analyzed using PsiI and XmaI / AlwNI to identify the insertion of the AKksE (2) -METH1387 gene into the E. coli expression vector, the clones obtained from the Il5 array were analyzed using AlwNI and HincIIl for i dentify the insertion of the AksF (1) -METHO184 gene into the E. coli expression vector, and the clones obtained from the Il6 array were analyzed using BsalI and HindIII / alwNi to identify the insertion of AksF (2) -MTH1388. The restriction products were run on an agarose gel, and the expected band pattern was observed for the tested clones from each array, confirming the construction of the E. coli pET21-a expression vectors hosting the DNA chain stretching genes. Methanobacterium thermoautotrophicum. In addition, the junction of parts between the 3 '"” end - and the vector's main strand and the 5' ”end - of the genes as well as between the 3 '" end - of the gene and the 5' "end - of the chain main vector were sequenced to confirm the construction.

3.1.10.2 - Expressão dos genes de tioesterase exógenos em E. coli:3.1.10.2 - Expression of exogenous thioesterase genes in E. coli:

[00499] A expressão dos produtos de gene de alongamento de cadeia exógenos de Methanobacterium thermoautotrophicum AkSA(1)-MTH1630, AksSA(2)-MTH 1481, AKksSD(1)-MTH1386, AksD(2)- MTH1631, AksE(1)-MTHO829, AksE(2)-MTH1387, AksF(1)-MTHO184 e AksF(2) -MTH0184 em E. coli foi realizada como descrito na seção 3.1.1.3. Em resumo, as células BL21 (DE3) eletrocompententes foram transformadas com 10 ng de DNA, e à amostra de transformação foram plaqueadas em LB-Amp-Agar. Os transformantes foram obtidos após incubação durante a noite a 37ºC. um clone único foi cortado de cada arranjo, e 5 ml de meio LB-Amp foi inoculado como uma cultura de partida. O OD600 da cultura foi medido após incubação durante a noite a[00499] Expression of exogenous chain elongation gene products from Methanobacterium thermoautotrophicum AkSA (1) -MTH1630, AksSA (2) -MTH 1481, AKksSD (1) -MTH1386, AksD (2) - MTH1631, AksE (1) -MTHO829, AksE (2) -MTH1387, AksF (1) -MTHO184 and AksF (2) -MTH0184 in E. coli was performed as described in section 3.1.1.3. In summary, electrocomponent BL21 (DE3) cells were transformed with 10 ng of DNA, and the transformation sample was plated on LB-Amp-Agar. Transformants were obtained after overnight incubation at 37ºC. a single clone was cut from each array, and 5 ml of LB-Amp medium was inoculated as a starting culture. The culture OD600 was measured after overnight incubation at

37ºC e 250 rpm, 2 ml de cultura (aproximadamente 8x10') foram utilizados para inocular 100 mL de LB-Amp, o qual foi incubado em um frasco de agitação desconcertante (“baffled”) a 37ºC e 250 rpm.37ºC and 250 rpm, 2 ml of culture (approximately 8x10 ') were used to inoculate 100 ml of LB-Amp, which was incubated in a baffled flask at 37ºC and 250 rpm.

[00500] A expressão da proteína foi induzida pela adição de 1 mM de IPTG (conc. Final) e as culturas foram incubadas a 37ºC e 250 rpm. Um amostra de 1 mL foi tomada antes da indução e após 4 horas e 24 horas de incubação após indução, e o OD600 medido para determinar o crescimento celular. Após 24 horas de incubação pós-indução, a cultura remanescente foi transferida para um tubo Falcon de 50 mL, colhidas por centrifugação a 5000 rpm durante 10 minutos, e as pelotas de célula utilizadas para análise adicional ou armazenadas a - 20ºC.[00500] Protein expression was induced by the addition of 1 mM IPTG (Final conc.) And cultures were incubated at 37ºC and 250 rpm. A 1 mL sample was taken before induction and after 4 hours and 24 hours of incubation after induction, and OD600 measured to determine cell growth. After 24 hours of post-induction incubation, the remaining culture was transferred to a 50 mL Falcon tube, harvested by centrifugation at 5000 rpm for 10 minutes, and the cell pellets used for further analysis or stored at - 20ºC.

[00501] Para análise SDS-PAGE, as amostras foram centrifugadas a 13000 rpm durante 2 minutos, o sobrenadante foi removido, e as células foram lisadas usando um reagente de extração de proteína Bugbuster suplementado com lisozima (15 mg/ML) e benzonase (3,4 U/UL). A reação de lise foi então centrifugada em 13000 rpm por 2 minutos, a fração solúvel foi transferida para um novo tubo, e a fração insolúvel ressuspensa em água. 20 Ul de cada fração foram misturados com 80 ul de tampão de amostra SDS (tampão SDS-carga, 9% de DTT e água), aquecido em um bloco de aquecimento durante 5 minutos a 95ºC, e 10 ml de cada preparação de amostra-SDS foi então carregado em géis de triceno SDS-PAGE 4-20%, para analisar o conteúdo de proteína das frações solúveis e insolúveis.[00501] For SDS-PAGE analysis, the samples were centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes, the supernatant was removed, and the cells were lysed using a Bugbuster protein extraction reagent supplemented with lysozyme (15 mg / ML) and benzonase ( 3.4 U / UL). The lysis reaction was then centrifuged at 13000 rpm for 2 minutes, the soluble fraction was transferred to a new tube, and the insoluble fraction was resuspended in water. 20 ul of each fraction were mixed with 80 ul of SDS sample buffer (SDS-load buffer, 9% DTT and water), heated in a heating block for 5 minutes at 95ºC, and 10 ml of each sample preparation- SDS was then loaded onto 4-20% SDS-PAGE tricene gels to analyze the protein content of the soluble and insoluble fractions.

[00502] Apenas a proteína AksE(2)-MTH1387 foi expressa com sucesso na forma solúvel, ou seja, uma banda de 18 kD na fração solúvel após indução IPTG. As proteínas AksA(l1)- MTH1630, AkKksD(2)-MTH1631, AksF(1)-MTHO184 e AksF(2)-MTH1388 forma expressas nas formas insolúveis, ou seja, bandas de 44 kD, 36 KkKD e 46 kD, respectivamente, foram detectadas na porção insolúvel. Nenhuma expressão foi detectada para as proteínas AksA(2)-MTH1481, AksD(1)-MTH1386 e AKsSE(2)-MTH[00502] Only the AksE (2) -MTH1387 protein was successfully expressed in soluble form, that is, an 18 kD band in the soluble fraction after IPTG induction. The AksA (l1) - MTH1630, AkKksD (2) -MTH1631, AksF (1) -MTHO184 and AksF (2) -MTH1388 proteins are expressed in insoluble forms, that is, 44 kD, 36 KkKD and 46 kD bands, respectively , were detected in the insoluble portion. No expression was detected for the AksA (2) -MTH1481, AksD (1) -MTH1386 and AKsSE (2) -MTH proteins

1387. Portanto, a otimização da expressão foi realizad para as AKksSA (1) -MTH1630, AksD(2) -MTH1631, AksF (1) -MTHO0184, AKksSF (2) -MTH1388, AKksSA (2) -MTH1481, AKsD(1)-MTH1386 e AKsE(2)- MTH1387 com base nos relatos de expressão com sucesso de ortólogos de Methanocaldoccus jannaschii na literatura. Em particular, os dados de literatura sobre a expressão de ortólogos de M. jannaschii revelaram um conjunto de condições diferentes, em termos particulares de concentração de indutor e temperatura de indução. A concentração IPTG foi variada entre 0,1 e 1 mM (condições iniciais de 1 mM) e a temperatura de indução foi variada entre 16 e 37ºC (condições iniciais 37ºC). O mesmo protocolo de expressão e a mesma preparação de amostra SDS-PAGE, como descrito na seção 3.1.1.3 foi utilizado para experimentos de otimização de solubilidade.1387. Therefore, expression optimization was performed for AKksSA (1) -MTH1630, AksD (2) -MTH1631, AksF (1) -MTHO0184, AKksSF (2) -MTH1388, AKksSA (2) -MTH1481, AKsD (1 ) -MTH1386 and AKsE (2) - MTH1387 based on reports of successful expression by Methanocaldoccus jannaschii orthologists in the literature. In particular, literature data on the expression of M. jannaschii orthologists revealed a set of different conditions, in particular terms of inductor concentration and induction temperature. The IPTG concentration was varied between 0.1 and 1 mM (initial conditions of 1 mM) and the induction temperature was varied between 16 and 37ºC (initial conditions 37ºC). The same expression protocol and the same sample preparation SDS-PAGE, as described in section 3.1.1.3, was used for solubility optimization experiments.

[00503] O nível de expressão da proteína AksA(1)-MTH1630 foi melhorado após diminuição e 10 vezes a concentração de IPTG, mas a proteína permaneceu insolúvel; a otimização da temperatura não afetou a expressão ou solubilidade. Nenhuma melhora significante na solubilidade de AksD(2)-MTH1631 E AksF (2) -MTH1388 através da diminuição em 10 vezes a concentração de IPTG, uma vez que ambas as proteínas foram apenas visíveis nas frações insolúveis após indução. Nenhuma melhora significante na solubilidade foi observada para AksD(2) -MTH1631 e AksF(2)-MTH1388 através da diminuição na temperatura de indução para 16ºC uma vez que ambas as proteínas forma apenas visíveis na fração insolúvel após indução. No entanto, a solubilidade de Aksf(1)-MTHO184 foi melhorada através da diminuição da temperatura de indução para 30ºC. Portanto, AksSA(1)-MTH1630 (19), AksD(2)-MTH1631 (112) e AksF(2) -MTH1388 (I16) pode ser expresso em diferentes hospedeiros, por exemplo, no sistema eucarióticos, tipo Saccharomyces cerevisiae ou em uma bactéria termófila do tipo Bacillus stearothermophilus.[00503] The expression level of the AksA (1) -MTH1630 protein was improved after decreasing and 10 times the concentration of IPTG, but the protein remained insoluble; temperature optimization did not affect expression or solubility. No significant improvement in the solubility of AksD (2) -MTH1631 and AksF (2) -MTH1388 through a 10-fold decrease in IPTG concentration, since both proteins were only visible in the insoluble fractions after induction. No significant improvement in solubility was observed for AksD (2) -MTH1631 and AksF (2) -MTH1388 by decreasing the induction temperature to 16ºC since both proteins were only visible in the insoluble fraction after induction. However, the solubility of Aksf (1) -MTHO184 was improved by lowering the induction temperature to 30ºC. Therefore, AksSA (1) -MTH1630 (19), AksD (2) -MTH1631 (112) and AksF (2) -MTH1388 (I16) can be expressed in different hosts, for example, in the eukaryotic system, like Saccharomyces cerevisiae or in a thermophilic bacterium like Bacillus stearothermophilus.

[00504] Uma vez que os produtos de gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AKSA (1) -MTH1630, AKksSA (2) -MTH1481, AksD(2) -MTH1631 e AksE(1)-MTHO0829 não foram expressos em uma forma solúvel em E. coli usando o sistema de expressão pET21- a/IPTG, estes genes foram clonados para expressão usando o sistema de expressão em Saccharomyces cerevisiae. O vetor de expressão foi arranjado usando a tecnologia inABLE descrita acima, exceto que a enzima de restrição SapI foi utilizada ao invés de EarI na preparação da fusão de parte/ligante da cadeia principal do vetor de levedura, compreendendo oO promotor constitutivo ADHlp, o terminal de transcrição CYC1lt, e a cadeia principal do vetor com alto número de cópias derivada do plasmídeo YEplacl195. As células E. coli TOPIO eletrocompetentes foram transforadas com cada arranjo de parte/ligante e um estoque do DNA maior foi preparado usando o KIT QIAGEN Hi-Speed Plasmid Purification Midi (67,4-173,0 nM em 120 ul). O fragmento de tamanho esperado foi observado para a preparação do vetor de levedura part/ligante promotor ADH1, apesar do uso de SapI, após a eletroforese em gel de agarose. As bandas corretas foram então cortadas do gel, e o DNA foi extraído do gel usando o kit de extração QIAGEN[00504] Since the Methanobacterium thermoautotrophicum gene products AKSA (1) -MTH1630, AKksSA (2) -MTH1481, AksD (2) -MTH1631 and AksE (1) -MTHO0829 were not expressed in an E-soluble form. coli using the pET21-a / IPTG expression system, these genes were cloned for expression using the expression system in Saccharomyces cerevisiae. The expression vector was arranged using the inABLE technology described above, except that the restriction enzyme SapI was used instead of EarI in the preparation of the yeast vector main chain / ligand fusion, comprising the constitutive promoter ADHlp, the terminal of CYC1lt transcription, and the high-copy vector backbone derived from plasmid YEplacl195. Electrocompetent E. coli TOPIO cells were transformed with each part / ligand arrangement and a larger DNA stock was prepared using the QIAGEN Hi-Speed Plasmid Purification Midi KIT (67.4-173.0 nM in 120 µl). The fragment of expected size was observed for the preparation of the yeast vector part / promoter ligand ADH1, despite the use of SapI, after electrophoresis in agarose gel. The correct bands were then cut from the gel, and DNA was extracted from the gel using the QIAGEN extraction kit

QIAquick Gel (14,1-138.1 nM em 30 ul).QIAquick Gel (14.1-138.1 nM in 30 ul).

[00505] Os constructos finais foram então preparados por incubação de areação de arranjos de 4-partes, ou seja, promotor ADHI1, cada um dos genes de Methanobacterium thermoautotrophicum AKksA (1) -MTH1630, AksA (2) -MTH1481, AksD(2) -MTH1631 e AKsSE(1)-MTHO829, o terminal CYC1 e a cadeia principal do vetor de levedura, a 37ºC. Então, 10 4ul de células de E. coli NEB1I0ft altamente eficiente e quimicamente competentes foram transformadas com 2 UL da reação do arranjo, plaqueadas em LB-Kan-agar, e incubadas a 37ºC durante a noite. Entre duzentos e duzentos e cinquenta clones forma obtidos para os arranjos de 4-partes. Cinco clones aleatórios foram então retirados das placas, e os vetores correspondentes forma isolados usando o kit QIAGEN QIAprep Miniprep.[00505] The final constructs were then prepared by sandblasting incubation of 4-part arrays, ie, ADHI1 promoter, each of the Methanobacterium thermoautotrophicum AKksA (1) -MTH1630, AksA (2) -MTH1481, AksD (2 ) -MTH1631 and AKsSE (1) -MTHO829, the CYC1 terminal and the yeast vector main chain, at 37ºC. Then, 10 4ul of highly efficient and chemically competent E. coli NEB1I0ft cells were transformed with 2 UL of the reaction of the array, plated on LB-Kan-agar, and incubated at 37ºC overnight. Between two hundred and two hundred and fifty clones were obtained for the 4-part arrangements. Five random clones were then removed from the plates, and the corresponding vectors were isolated using the QIAGEN QIAprep Miniprep kit.

[00506] Os constructos isolados forma analisados usando a análise de restrição. Uma análise preliminar foi realizada usando PmeIl/SapI para identificar qualquer contaminante de vetor truncado. Os clones não tinham contaminantes truncados de vetor, de modo que eles foram então analisados usando as enzimas de restrição, XhoI/Ndel,BsaIl e Mlufl de modo a confirmar a inserção das fusões de 4-partes/ligantes. O padrão de banda esperado foi observado em ambos os clones confirmando a construção do vetor de expressão S. cerevisiae alojando o promotor AH1, o gene de interesse, o terminal CYC1l e a cadeia principal do vetor de levedura. Por último, as junções entre as 4 partes foram sequenciadas para confirmar o arranjo adequado.[00506] The isolated constructs were analyzed using the restriction analysis. A preliminary analysis was performed using PmeIl / SapI to identify any truncated vector contaminants. The clones had no truncated vector contaminants, so they were then analyzed using the restriction enzymes, XhoI / Ndel, BsaIl and Mlufl in order to confirm the insertion of the 4-part / ligand fusions. The expected band pattern was observed in both clones confirming the construction of the expression vector S. cerevisiae hosting the AH1 promoter, the gene of interest, the CYC1l terminal and the yeast vector main chain. Finally, the junctions between the 4 parts were sequenced to confirm the proper arrangement.

[00507] A transformação com os vetores de expressão de S. cerevisiae I24-127 pode ser realizada como descrito aqui, ea expressão a partir do promotor constitutivo ADHlp pode ser monitorada após a lise celular usando SDS-PAGE. O constructo 124 inclui o promotor ADHl, o gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AKsA(l)-MTH1630, e o terminal CYCl truncado inserido na cadeia principal do vetor de levedura. O constructo 125 inclui o promotor ADH1, o gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AKksA(2)-MTH1481, e o terminal CYCl. O constructo 126 inclui o promotor ADH1, o gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AksD(2) -MTH1631, e o terminal CYCl. O constructo 127 inclui o promotor ADH1l, o gene de Methanobacterium thermoautotrophicum AKsE (1) -MTH0829, e o terminal CYC1.[00507] Transformation with S. cerevisiae I24-127 expression vectors can be performed as described here, and expression from the constitutive promoter ADHlp can be monitored after cell lysis using SDS-PAGE. Construct 124 includes the ADH1 promoter, the Methanobacterium thermoautotrophicum AKsA (1) -MTH1630 gene, and the truncated CYCl terminal inserted into the yeast vector main chain. Construct 125 includes the ADH1 promoter, the Methanobacterium thermoautotrophicum AKksA (2) -MTH1481 gene, and the CYCl terminal. Construct 126 includes the ADH1 promoter, the Methanobacterium thermoautotrophicum AksD (2) -MTH1631 gene, and the CYCl terminal. Construct 127 includes the ADH1l promoter, the Methanobacterium thermoautotrophicum AKsE (1) -MTH0829 gene, and the CYC1 terminal.

[00508] As patentes, pedidos de patente, publicações, descrições de produtos, e protocolos citados durante a descrição deste relatório descritivo, são incorporados aqui por referência em sua íntegra e para todos os propósitos.[00508] Patents, patent applications, publications, product descriptions, and protocols cited during the description of this specification are incorporated herein by reference in their entirety and for all purposes.

Claims (1)

REIVINDICAÇÕES l. Metodo para produzir um alcano di- ou trifuncional, o alcano di- ou trifuncional selecionado a partir do grupo consistindo de ácido pimélico (PA), semialdeído ácido pimélico (PAS), armamino-suberato (AAS), e 1,7-diaminoheptano (1,7 DAH), dito método, caracterizado pelo fato de compreender: a) contatar pimeloil-CoA (PCoA) ou pimeloil[acp] (PACP) com uma enzima que catalisa a hidrólise do tioéster de PCOA ou PACP para ácido pimélico (PA), de modo que PA seja produzido, sendo que a enzima é uma tioesterase, um ácido-tiol ligase, ou uma CoA-transferase; e sendo que a tioesterase é uma ou mais de: - o produto de gene de tesB ou acotI3; e - uma tioesterase em EC. 3.1.14; sendo que o ácido-tiol ligase ser um acil-[acp]-sintase de ECCLAIMS l. Method for producing a di- or trifunctional alkane, the di- or trifunctional alkane selected from the group consisting of pyelic acid (PA), pyelic acid semialdehyde (PAS), armamino-suberate (AAS), and 1,7-diaminoheptane ( 1,7 DAH), said method, characterized by the fact that it comprises: a) contacting pimeloyl-CoA (PCoA) or pimeloil [acp] (PACP) with an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the thioester of PCOA or PACP to pyelic acid (PA ), so that PA is produced, the enzyme being a thioesterase, an acid-thiol ligase, or a CoA transferase; and the thioesterase being one or more of: - the tesB or acotI3 gene product; and - a thioesterase in EC. 3.1.14; the acid thiol ligase being an EC acyl- [acp] synthase 6.2.1.14 (tal como BioW) ou EC 6.2.1.20; e sendo que a CoA-transferase é uma ou mais de: - uma CoA-transferase em EC. 2.8.3.14; e - o produto de gene de thnH; b) contatar PCoA ou PACP com uma enzima que catalisa a redução de PCoOA ou PACP para PAS, de modo que PA seja produzido, sendo que a enzima que catalisa a redução de PCoA ou PACP para PAS é um acil-[acp]-reductase graxo ou um aldeído desidrogenase em EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.20, EC6.2.1.14 (such as BioW) or EC 6.2.1.20; and the CoA transferase being one or more of: - a CoA transferase in EC. 2.8.3.14; and - the thnH gene product; b) contact PCoA or PACP with an enzyme that catalyzes the reduction of PCoOA or PACP to PAS, so that PA is produced, the enzyme that catalyzes the reduction of PCoA or PACP to PAS is an acyl- [acp] -reductase fatty or an aldehyde dehydrogenase in EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.20, EC 1.2.1.22, EC 1.2.1.57, ou EC 1.2.1.76; Cc) contatar PCoA ou PACP com uma enzima que catalisa a redução de PCoA ou PACP para PAS, de modo que PAS seja produzido, sendo que a enzima que catalisa a redução de PCoA ou PACP para PAS é um acil-[acp]-reductase graxo ou um aldeído desidrogenase em EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.20, EC1.2.1.22, EC 1.2.1.57, or EC 1.2.1.76; Cc) contact PCoA or PACP with an enzyme that catalyzes the reduction of PCoA or PACP to PAS, so that PAS is produced, and the enzyme that catalyzes the reduction of PCoA or PACP to PAS is an acyl- [acp] -reductase fatty or an aldehyde dehydrogenase in EC 1.2.1.3, EC 1.2.1.20, EC 1.2.1.22, EC 1.2.1.57, ou EC 1.2.1.76; d) contatar QMa-ceto suberato (AKS) com uma enzima que catalisa a a-ceto descarboxilação de AKS em PAS, de modo que PAS seja produzido, sendo que a enzima é uma acetolactato- sintase; e) contatar o AKS com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino ao AKS para produzir a suberato a-amino (AAS), de modo que AAS seja produzido, sendo que a enzima é uma aminotransferase em EC 2.6.1.21; f) contatar 7 AHT com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino ao 7 AHT para produzir 1,7-diaminoheptano (1,7 DAH), de modo que 1,7 DAH seja produzido, sendo que a enzima que catalisa a transferência de um grupo amino ao 7 AHT para produzir 1,7-diaminoheptano (1,7 DAH) ser uma ou mais de: - uma aminotransferase de ácido amino em EC 2.6.1.21; - uma desidrogenase de desaminação, e - uma Qtransaminase em EC 2.6.1.11, EC 2.6.1.13, EC1.2.1.22, EC 1.2.1.57, or EC 1.2.1.76; d) contact QMa-keto suberate (AKS) with an enzyme that catalyzes the AKS keto decarboxylation in PAS, so that PAS is produced, the enzyme being an acetolactate synthase; e) contacting AKS with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to AKS to produce a-amino suberate (AAS), so that AAS is produced, the enzyme being an aminotransferase in EC 2.6.1.21; f) contact 7 AHT with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7 AHT to produce 1,7-diaminoheptane (1.7 DAH), so that 1.7 DAH is produced, the enzyme that catalyzes the transferring an amino group to the 7 AHT to produce 1,7-diaminoheptane (1.7 DAH) be one or more of: - an amino acid aminotransferase in EC 2.6.1.21; - a deamination dehydrogenase, and - a Qtransaminase in EC 2.6.1.11, EC 2.6.1.13, EC 2.6.1.48 ou EC 2.6.1.62; Ou g) uma célula capaz definida em qualquer uma das etapas a) a f) do processo, onde a citada célula é uma célula isolada compreendendo um ou mais ácido nucléico exógeno codificante: (i) um tioesterase, uma ligase ácido-tiol, ou uma CoA- transferase; e (ii) uma aldeído desidrogenase não-acilante NAD-dependente; (ii) uma reductase acil-[acp] graxo; e (ii) uma enzima que catalisa uma reação cujo produto é PCoA ou PACP; (iii) uma acetolactato sintase; e (ii) e a enzima que catalisa uma reação cujo produto é AKS;2.6.1.48 or EC 2.6.1.62; Or g) a capable cell defined in any of steps a) to f) of the process, wherein said cell is an isolated cell comprising one or more exogenous nucleic acid encoding: (i) a thioesterase, an acid-thiol ligase, or a CoA transferase; and (ii) a NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenase; (ii) a fatty acyl- [acp] reductase; and (ii) an enzyme that catalyzes a reaction whose product is PCoA or PACP; (iii) an acetolactate synthase; and (ii) and the enzyme that catalyzes a reaction whose product is AKS; (iv) uma aminotransferase; e (ii) uma acetolactato sintase; ou (v) uma desidrogenase de desaminação; e (ii) uma enzima que catalisa uma reação cujo produto é 7 AHT, Opcionalmente, sendo que a célula é uma célula procariótica ou uma célula eucariótica.(iv) an aminotransferase; and (ii) an acetolactate synthase; or (v) a deamination dehydrogenase; and (ii) an enzyme that catalyzes a reaction whose product is 7 AHT. Optionally, the cell is a prokaryotic cell or a eukaryotic cell. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o PCoA ou PACP ser produzido através de um processo compreendendo uma ou mais etapas de: (a) uma rota mostrada na figura 10A ou Figura 10B; (b) uma rota de biossíntese de biotina I (ver figura 6); (ec) uma rota de biossíntese de biotina II (ver figura 5); (d) a rota de degradação de benzoato ou ciclohexano carboxilato (ver figura 7); (e) a rota de ciclohexano carboxilato (ver figura 9); e (f) a condensação de três moléculas malonil-CoA (ver figura 4), onde PCoA ou PACP é produzido.2. Method according to claim 1, characterized in that the PCoA or PACP is produced through a process comprising one or more steps of: (a) a route shown in figure 10A or Figure 10B; (b) a biotin I biosynthesis route (see figure 6); (ec) a biotin II biosynthesis route (see figure 5); (d) the benzoate or cyclohexane carboxylate degradation route (see figure 7); (e) the cyclohexane carboxylate route (see figure 9); and (f) the condensation of three malonyl-CoA molecules (see figure 4), where PCoA or PACP is produced. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de compreender — adicionalmente contatar o PA com uma enzima que catalisa a redução de ácido carboxílico do PA para semialdeído ácido pimélico (PAS), onde PASS é produzido. 4, Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de a enzima que catalisa a redução de ácido carboxílico do PA para PAS ser uma ou mais de: (a) uma aldeído desidrogenase não-acilante NAD-dependente, (b) o produto do gene de thnG de Shingomonas; e (ce) o produto do gene de Cupriavidus spp.3. Method, according to claim 1 or 2, characterized by the fact that it comprises - additionally, contacting PA with an enzyme that catalyzes the reduction of carboxylic acid from PA to semialdehyde pyelic acid (PAS), where PASS is produced. 4, Method according to claim 3, characterized in that the enzyme that catalyzes the reduction of PA carboxylic acid to PAS is one or more of: (a) a NAD-dependent non-acylating aldehyde dehydrogenase, (b) the shingomonas thnG gene product; and (ce) the product of the Cupriavidus spp. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o PCoOA ou PACP ser produzido através de um processo compreendendo uma ou mais etapas de: (a) uma rota mostrada na figura 10A ou Figura 10B; (b) uma rota de biossíntese de biotina I (ver figura 6); (c) uma rota de biossíntese de biotina II (ver figura 5); (d) a rota de degradação de benzoato ou ciclohexano carboxilato (ver figura 7); (e) a rota de ciclohexano carboxilato (ver figura 9); e (f) a condensação de três moléculas malonil-CoA (ver figura 4), onde PCOA ou PACP é produzido.5. Method, according to claim 1, characterized in that the PCoOA or PACP is produced through a process comprising one or more steps of: (a) a route shown in figure 10A or Figure 10B; (b) a biotin I biosynthesis route (see figure 6); (c) a biotin II biosynthesis route (see figure 5); (d) the benzoate or cyclohexane carboxylate degradation route (see figure 7); (e) the cyclohexane carboxylate route (see figure 9); and (f) the condensation of three malonyl-CoA molecules (see figure 4), where PCOA or PACP is produced. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, e relativo ao AKS utilizado na etapa (d) de dita reivindicação principal, caracterizado pelo fato de dito AKS ser produzido por um processo compreendendo um ou mais etapas de: (a) uma rota mostrada na figura 10; ou (b) a rota da coenzima B de archae metanogênico (ver figura 3).6. Method, according to claim 1, and relating to the AKS used in step (d) of said main claim, characterized in that said AKS is produced by a process comprising one or more steps of: (a) a route shown in figure 10; or (b) the coenzyme B route of methanogenic arche (see figure 3). 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, e relativo ao AKS utilizado na etapa (e) de dita reivindicação principal, caracterizado pelo fato de dito AKS ser produzido por um processo compreendendo um ou mais etapas de: (a) uma rota mostrada na figura 10; ou (b) a rota da coenzima B de archae metanogênico (ver figura 3).7. Method, according to claim 1, and relating to the AKS used in step (e) of said main claim, characterized in that said AKS is produced by a process comprising one or more steps of: (a) a route shown in figure 10; or (b) the coenzyme B route of methanogenic arche (see figure 3). 8. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 7, caracterizado pelo fato de compreender — adicionalmente contatar o AAS com uma enzima que catalisa a descarboxilação do ácido a-amino do AAS para 7-amino-heptanóico (7AHA) onde 7AHA é produzido.8. Method according to claim 1 or 7, characterized in that it comprises - additionally contacting AAS with an enzyme that catalyzes the decarboxylation of AAS amino acid to 7-amino-heptanoic (7AHA) where 7AHA is produced . 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a enzima que catalisa a descarboxilação ácido a-amino de AAS em ácido 7-amino-heptanóico (7AHA) ser um ou mais de um QO-ceto-descarboxilase ou uma acetolactato sintase, ou uma enzima em EC 4.1.1.-.9. Method according to claim 8, characterized in that the enzyme that catalyzes the A-amino acid decarboxylation of AAS in 7-amino-heptanoic acid (7AHA) is one or more of a QO-keto-decarboxylase or a acetolactate synthase, or an enzyme in EC 4.1.1.-. 10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente contatar 7AHA com uma enzima que catalisa a hidrólise da amida do 7AHA para enantolactama (ENTL), onde ENTL é produzido.10. Method according to claim 8 or 9, characterized in that it additionally comprises contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the hydrolysis of the amide from 7AHA to enantolactam (ENTL), where ENTL is produced. 11. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de compreender — adicionalmente contatar o 7AHA com uma enzima que catalisa a desidrogenação de aldeído do 7AHA para 7-amino-heptanal (7 AHT), onde 7 AHT é produzido.11. Method according to claim 8 or 9, characterized in that it comprises - additionally contacting 7AHA with an enzyme that catalyzes the dehydrogenation of 7AHA aldehyde to 7-amino-heptanal (7 AHT), where 7 AHT is produced . 12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente contatar o 7AHT com uma enzima que catalisa a transferência de um grupo amino para o 7AHT para produzir 1,7-diaminoheptano (1,7 DAH), onde 1,7 DAH é produzido.12. Method according to claim 11, characterized in that it additionally comprises contacting 7AHT with an enzyme that catalyzes the transfer of an amino group to 7AHT to produce 1,7-diaminoheptane (1.7 DAH), where 1 , 7 DAH is produced. 13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de 7 AHT ser produzido pela aldeído desidrogenação de 7AHA, que é produzido por um ou mais etapas de uma rota mostrada na figura 10.13. Method according to claim 1, characterized in that 7 AHT is produced by the dehydrogenation aldehyde of 7AHA, which is produced by one or more stages of a route shown in figure 10. 14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de l1 a 4, caracterizado pelo fato de a enzima, ou uma ou mais enzimas ser ou serem: (1) isoladas; (ii) em um lisado celular ou em um lisado celular parcialmente purificado; ou (iii) em uma expressão de célula hospedeira recombinante dele/deles.14. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the enzyme, or one or more enzymes, is or is: (1) isolated; (ii) in a cell lysate or in a partially purified cell lysate; or (iii) in his / her recombinant host cell expression. 15. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 5, caracterizado pelo fato de a enzima, ou uma ou mais enzimas ser ou serem: (1) isoladas; (11) em um lisado celular, um lisado celular parcialmente purificado, lisados celulares, ou lisados celulares parcialmente purificados; ou (iii) em uma ou mais expressão de cadeias de célula hospedeira recombinante dele ou deles.15. Method according to claim 1 or 5, characterized in that the enzyme, or one or more enzymes, is or is: (1) isolated; (11) in a cell lysate, a partially purified cell lysate, cell lysates, or partially purified cell lysates; or (iii) in one or more expression of his or their recombinant host cell chains. 16. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 6, caracterizado pelo fato de a enzima, ou uma ou mais enzimas ser ou serem: (i) isoladas; (ii) em um lisado celular ou em um lisado celular parcialmente purificado; ou (ii1) em uma expressão de célula hospedeira recombinante dele/deles.16. Method according to claim 1 or 6, characterized in that the enzyme, or one or more enzymes, is or is: (i) isolated; (ii) in a cell lysate or in a partially purified cell lysate; or (ii1) in his / her recombinant host cell expression. 17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 ou de 7 a 12, caracterizado pelo fato de a enzima, ou uma ou mais enzimas ser ou serem: (1) isoladas; (11) em um lisado celular ou em um lisado celular parcialmente purificado; ou (iii) em uma expressão de célula hospedeira recombinante dele/deles.17. Method according to any one of claims 1 or 7 to 12, characterized in that the enzyme, or one or more enzymes, is or is: (1) isolated; (11) in a cell lysate or in a partially purified cell lysate; or (iii) in his / her recombinant host cell expression. 18. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 13, caracterizado pelo fato de a enzima, ou uma ou mais enzimas, ser ou serem: (i) isolada; (ii) em lisado celular, ou em um lisado celular parcialmente purificado; ou (iii) em uma expressão celular recombinante dele ou deles.18. Method according to claim 1 or 13, characterized in that the enzyme, or one or more enzymes, is or is: (i) isolated; (ii) in cell lysate, or in a partially purified cell lysate; or (iii) in his or their recombinant cell expression.
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