C 4 보다 더 긴 탄소 사슬 길이 를 갖 는 유기 분자 의 생산 은 생물학 적 으로 지방산 생합성 과 같 은 동화 적 생합성 경로 및 다양 한 아미노산 생합성 경로 를 통하 여 가장 공통 적 으로 및 효율 적 으로 달성 된다 [ C . R . Fischer , D . Klein - Marcuschamer , " and G . Stephanopoulos ( 2008 ) "" Selection and optimization of microbial hosts for biofuels production "" Metabolic Engineering 10 ( 6 ) : 295 - 304 ( http : / / dx . doi . org / 10 . 1016 / j . ymben . 2008 . 06 . 009 ) ] . 특정 구 현예 는 ATP 생산 을 위한 에너지 보존 반응 ( 예 로 ", 호흡 ) 에서 CO 2 보다 전기 음성 인 이 에 한정 되 지 는 않 지만 O 2 와 같 은 전자 수용체 를 사용 하 는 수소 산화 및 / 또는 CO - 산화 및 / 또는 CH 4 산화 미생물 을 적용 한다 . 예 를 들 어 , 산화수소 반응 , 2 H 2 + O 2 -> 2 H 2 O 를 ATP 생성 에 연결 하 는 수소 영양 성 산화수소 또는 크놀 가스 미생물 은 아 세토 겐 또는 호흡 에서 전자 수용체 로서 CO 2 를 사용 하 는 메타 노 겐 보다 H 2 및 / 또는 호흡 에 소비 되 는 다른 전자 공 여체 당 더 많 은 ATP 를 생산 할 수 있 다 . 예 를 들 면 , 크놀 가스 미생물 은 호흡 으로 소모 된 H 2 당 적어도 두 개 의 ATP 를 생산 할 수 있 고 [ 본원 에 이 의 전문 이 참 고 문헌 으로 통합 되 는 , " L . Bongers ( 1970 ) "" Energy generation and utilization in hydrogen bacteria "" Journal of bacteriology 104 ( 1 ) : 145 - 151 ( http : / / jb . asm . org / content / 104 / 1 / 145 . abstract ) ] ", 이 는 호흡 에서 전자 공 여체 로서 H 2 및 전자 수용체 로서 CO 2 를 사용 하 여 , 메탄 생성 기전 또는 아세트 생성 기전 을 거치 는 미생물 에서 생산 될 수 있 는 것 보다 호흡 으로 소모 된 H 2 당 8 배 더 많 은 ATP 이 다 . 이러 한 이유 로 , 합성 가스 또는 H 2 로부터 의 아미노산 또는 단백질 또는 지방산 생합성 ( 이 에 한정 되 는 것 은 아님 ) 과 같 은 동화 적 생합 성 을 위해 , 이 에 한정 되 지 않 지만 크놀 가스 미생물 과 같 은 호흡 및 ATP 생산 에서 더욱 전기 음성 적 인 전자 수용체 를 사용 할 수 있 는 미생물 을 사용 하 는 것 은 짧 은 사슬 산 또는 알코올 ( 예 로 , 아세트산 또는 에탄올 ) 의 생산 을 위해 생물학 적 GTC 기술학 에서 현재 사용 되 는 것 과 같 은 아 세토 겐 또는 메타 노 젠 을 사용 하 는 것 보다 더 효율 적 일 수 있 다 . 특정 구 현예 에서 , 호흡 에 사용 된 산화수소 반응 은 효소 적 으로 산화 적 인산화 에 연결 된다 . 특정 구 현예 에서 , 호기성 호흡 은 ATP 생산 을 위해 본원 에 기술 된 미생물 세포 에 의해 이용 된다 . 특정 구 현예 에서 , 이 와 같이 형성 된 ATP 및 / 또는 다른 세포내 에너지 운반체 는 아미노산 및 / 또는 단백질 의 동화 적 생합 성 에 이용 된다 . 일부 구 현예 에서 , 크놀 가스 및 / 또는 카 복시 영양 성 및 / 또는 메탄 영양 성 및 / 또는 종속 영양 성 미생물 또는 이 들 미생물 을 포함 하 는 조성물 이 이용 되 고 , 여기 서 미생물 은 합성 가스 또는 생산자 가스 또는 천연 가스 또는 바이오 가스 또는 재생 가능 한 H 2 또는 CO 또는 메탄 을 포함 한 가스 와 조합 된 폐기물 CO 2 를 포함 하나 이 에 한정 되 지 않 는 탄소 - 함유 가스 급식 원료 로부터 화학 물질 , 단량체 , 중합체 , 단백질 , 다당류 , 비타민 , 영양제 , 항생제 또는 이 들 의 약제학 약 산물 또는 중간체 를 포함 하나 이 에 한정 되 지 않 는 유용 한 관심 있 는 탄소 기반 의 산물 의 생합 성 을 가능 하 게 하 는 하나 이상 의 효소 를 발현 한다 . 일부 구 현예 에서 , 이 들 관심 있 는 탄소 기반 의 산물 은 이 에 한정 되 지 않 지만 포도당 , 과당 및 다른 당과 같 은 유기 다중 - 탄소 급식 원료 로부터 종속 영양 적 으로 생합성 될 수 있 다 . 일부 비 제한 적 인 구 현예 에서 , 미생물 또는 미생물 을 포함 하 는 조성물 이 이용 되 고 , 여기 서 미생물 은 호흡 을 통해 하나 의 ATP 를 생성 하 도록 4 H 2 또는 NADH 미만 을 필요 로 한다 . 다른 비 제한 적 인 구 현예 에서 , 미생물 또는 미생물 을 포함 하 는 조성물 이 이용 되 고 , 여기 서 미생물 은 호흡 을 통해 소모 된 H 2 또는 NADH 당 하나 이상 의 ATP 를 생산 한다 . 다른 비 제한 적 인 구 현예 에서 , 미생물 또는 미생물 을 포함 하 는 조성물 이 이용 되 고 , 여기 서 미생물 은 호흡 을 통해 소모 된 H 2 또는 NADH 당 적어도 두 개 의 ATP 또는 호흡 을 통해 소모 된 H 2 또는 NADH 당 적어도 2 . 5 개 의 ATP 를 생산 한다 .