Microorganisms for producing methacrylic acid and methacrylate esters and methods related theretoThe invention provides a non-naturally occurring microbial organism having a methacrylic acid, methacrylate ester, 3-hydroxyisobutyrate and/or 2-hydroxyisobutyrate pathway. The microbial organism contains at least one exogenous nucleic acid encoding an enzyme in a methacrylic acid pathway. The invention additionally provides a method for producing methacrylic acid, methacrylate ester, 3-hydroxyisobutyrate and/or 2- hydroxyisobutyrate. The method can include culturing methacrylic acid, methacrylate ester, 3-hydroxyisobutyrate and/or 2-hydroxyisobutyrate producing microbial organism, where the microbial organism expresses at least one exogenous nucleic acid encoding a methacrylic acid pathway enzyme in a sufficient amount to produce methacrylic acid, methacrylate ester, 3-hydroxyisobutyrate and/or 2-hydroxyisobutyrate, under conditions and for a sufficient period of time to produce methacrylic acid, methacrylate ester, 3-hydroxyisobutyrate and/or 2-hydroxyisobutyrate.The microorganism that non-natural exists, it has methacrylic acid approach, at least one exogenous nucleic acid reaching to be enough to produce the scale of methacrylic acid that described microorganism comprises coding methacrylic acid path enzyme, described methacrylic acid approach comprises the following approach that is selected from:(a) citromalic acid synthase, citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation) and citraconic acid decarboxylase;(b) citromalic acid synthase, citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation), citraconic acid isomerase and methylfumaric acid decarboxylase;(c) citromalic acid synthase, citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation), citraconic acid isomerase and citraconic acid decarboxylase;(d) citromalic acid synthase, citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation) and methylfumaric acid decarboxylase;(e) citramalyl-coa lyase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation) and citraconic acid decarboxylase;(f) citramalyl-coa lyase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation); citraconic acid isomerase and methylfumaric acid decarboxylase;(g) citramalyl-coa lyase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation) and methylfumaric acid decarboxylase;(h) citramalyl-coa lyase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation); citraconic acid isomerase and citraconic acid decarboxylase;(i) aconitate decarboxylase, methylene-succinic acid isomerase and citraconic acid decarboxylase;(j) aconitate decarboxylase, methylene-succinic acid isomerase, citraconic acid isomerase and methylfumaric acid decarboxylase;(k) aconitate decarboxylase; clothing health acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; lemon apple acyl-coa dehydratase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation) and citraconic acid decarboxylase;(l) aconitate decarboxylase; clothing health acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; lemon apple acyl-coa dehydratase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (citraconic acid formation); citraconic acid isomerase and methylfumaric acid decarboxylase;(m) aconitate decarboxylase; clothing health acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; lemon apple acyl-coa dehydratase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation) and methylfumaric acid decarboxylase; and(n) aconitate decarboxylase; clothing health acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; lemon apple acyl-coa dehydratase; lemon apple acyl-coa transferring enzyme, synthetic enzyme or lytic enzyme; citromalic acid dehydratase (methylfumaric acid formation); citraconic acid isomerase and citraconic acid decarboxylase;(o) acetoacetyl-coa thiolase; acetoacetyl-coa reductase enzyme; enoyl-coa hydratase; 4-maloyl group-coa dehydratase; 4-maloyl group-coa mutase; 3-hydroxyl isobutyryl-coa synthetic enzyme or 3-hydroxyl isobutyryl-coa lytic enzyme or 3-hydroxyl isobutyryl-coa transferring enzyme; and 3-hib ester dehydratase; and(p) acetoacetyl-coa thiolase; acetoacetyl-coa reductase enzyme; enoyl-coa hydratase; 4-maloyl group-coa dehydratase; 4-maloyl group-coa mutase; 3-hydroxyl isobutyryl-coa dehydratase; and methacryloyl-coa synthetic enzyme or methacryloyl-coa lytic enzyme or methacryloyl-coa transferring enzyme.
메타크릴산 및 메타크릴레이트 에스테르 생산용 미생물 및 관련 방법 본 발명은 메타크릴산, 메타크릴레이트 에스테르, 3-하이드록시이소부티레이트 및/또는 2-하이드록시이소부티레이트 경로를 구비한 비-천연성 미생물 유기체를 제공한다. 상기 미생물 유기체는 메타크릴산 경로의 효소를 코딩하는 하나 이상의 외인성 핵산을 포함한다. 본 발명은, 부가적으로, 메타크릴산, 메타크릴레이트 에스테르, 3-하이드록시이소부티레이트 및/또는 2-하이드록시이소부티레이트의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은, 메타크릴산, 메타크릴레이트 에스테르, 3-하이드록시이소부티레이트 및/또는 2-하이드록시이소부티레이트를 생산하기에 충분한 양으로 발현되는 메타크릴산 경로 효소를 코딩하는 하나 이상의 외인성 핵산을 포함하는, 메타크릴산, 메타크릴레이트 에스테르, 3-하이드록시이소부티레이트 및/또는 2-하이드록시이소부티레이트를 생산하는 미생물 유기체를, 메타크릴산, 메타크릴레이트 에스테르, 3-하이드록시이소부티레이트 및/또는 2-하이드록시이소부티레이트를 생산하기 위한 조건과 충분한 기간 동안 배양하는 단계를 포함한다.메타크릴산 경로를 구비한 비-천연성 미생물 유기체로서,상기 미생물은 메타크릴산을 생산하기에 충분한 양으로 발현되는 메타크릴산 경로 효소를 코딩하는 하나 이상의 외인성 핵산을 포함하며,상기 메타크릴산 경로가 하기 경로로부터 선택되는 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비-천연성 미생물 유기체:(a) 시트라말레이트 신타제(citramalate synthase), 시트라말레이트 데하이드라타제(citramalate dehydratase) (시트라코네이트 형성), 및 시트라코네이트 데카르복실라제(citraconate decarboxylase); (b) 시트라말레이트 신타제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (시트라코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제(citraconate isomerase), 및 메사코네이트 데카르복실라제(mesaconate decarboxylase);(c) 시트라말레이트 신타제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제, 및 시트라코네이트 데카르복실라제; (d) 시트라말레이트 신타제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 및 메사코네이트 데카르복실라제; (e) 시트라말릴-CoA 리아제(citramalyl-CoA lyase), 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제(synthetase) 또는 하이드롤라제(hydrolase), 시트라말레이트 데하이드라타제 (시트라코네이트 형성), 및 시트라코네이트 데카르복실라제; (f) 시트라말릴-CoA 리아제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (시트라코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제, 및 메사코네이트 데카르복실라제; (g) 시트라말릴-CoA 리아제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 및 메사코네이트 데카르복실라제; (h) 시트라말릴-CoA 리아제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제, 및 시트라코네이트 데카르복실라제; (i) 아코니테이트(aconitate) 데카르복실라제, 이타코네이트 이소머라제(itaconate isomerase), 및 시트라코네이트 데카르복실라제; (j) 아코니테이트 데카르복실라제, 이타코네이트 이소머라제, 시트라코네이트 이소머라제, 및 메사코네이트 데카르복실라제; (k) 아코니테이트 데카르복실라제, 이타코닐-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말릴-CoA 데하이드라타제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (시트라코네이트 형성), 및 시트라코네이트 데카르복실라제; (l) 아코니테이트 데카르복실라제, 이타코닐-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말릴-CoA 데하이드라타제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (시트라코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제, 및 메사코네이트 데카르복실라제; (m) 아코니테이트 데카르복실라제, 이타코닐-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말릴-CoA 데하이드라타제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 및 메사코네이트 데카르복실라제; 및 (n) 아코니테이트 데카르복실라제, 이타코닐-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말릴-CoA 데하이드라타제, 시트라말릴-CoA 트랜스퍼라제, 신테타제 또는 하이드롤라제, 시트라말레이트 데하이드라타제 (메사코네이트 형성), 시트라코네이트 이소머라제, 및 시트라코네이트 데카르복실라제;(o) 아세토아세틸-CoA 티올라제, 아세토아세틸-CoA 리덕타제, 크로토나제, 4-하이드록시부티릴-CoA 데하이드라타제, 4-하이드록시부티릴-CoA 뮤타제(mutase), 3-하이드록시이소부티릴-CoA 신테타제 또는 3-하이드록시이소부티릴-CoA 하이드롤라제 또는 3-하이드록시이소부티릴-CoA 트랜스퍼라제, 및 3-하이드록시이소부티레이트 데하이드라타제; 및(p) 아세토아세틸-CoA 티올라제, 아세토아세틸-CoA 리덕타제, 크로토나제, 4-하이드록시부티릴-CoA 데하이드라타제, 4-하이드록시부티릴-CoA 뮤타제, 3-하이드록시이소부티릴-CoA 데하이드라타제, 및 메타크릴릴-CoA 신테타제 또는 메타크릴릴-CoA 하이드롤라제 또는 메타크릴릴-CoA 트랜스퍼라제.