专利名称：：生物燃料生产的制作方法
技术领域：
：本发明通常涉及微生物系统和化学系统将生物质转化为大量生产型化学品(commoditychemicals)如生物燃料/生物汽油(biopetrol)的用途。
背景技术：
：石油正面临全球存储量下降，且带来超过30%的温室气体排放，促使全球变暖。每年全球消耗8000亿桶运输燃料(transportationfuel)。柴油燃料和喷气燃料(jetfuel)占全球运输燃料的50%以上。已经通过意义重大的立法，要求燃料生产商给来自运输燃料的生产和使用的碳排放设定上限或者将其减少。燃料生产商正在寻求实质相似的低碳燃料，其可以通过现有基础设施(如精炼厂、管道、油罐)混合并且分送。由于石油成本的增加以及对石化给料的依赖，化学工业也在寻找改善利润和价格的稳定性同时减少对环境的影响。化学工业正致力于发展更绿色的产品，其比当前的产品在能量、水和CO2方面更有效。由生物来源如生物质所产生的燃料代表了过程的一个方面。现有的将生物质转化为生物燃料的方法聚焦于木质纤维素生物质的用途，并且存在许多与使用这种方法有关的问题。纤维素生物质的大规模栽培需要大量耕地，这仅可以通过用能量作物生产代替粮食作物生产、采伐森林以及再耕作当前未耕作土地而实现。其他的问题包括，水的可利用性和质量的减少以及杀虫剂和肥料使用的增加。由于其坚固的机械强度和复杂的化学组成，利用生物系统降解木质纤维素生物质是非常困难的挑战。将木质素完全转化为单糖，需要大约30种不同的酶。该复杂方法唯一可利用的替代选择需要大量的热、压力和强酸。因此本领域需要将生物质转化为可用作生物燃料或生物汽油的烃的经济且技术简单的方法。附图简要说明图1表示实施例1所述的fosmid克隆的灿烂弧菌(Vibriosplendidus)的基因组区。基因用橙色箭头标示。标记表示数值基因指数(numericalgeneindices)以及预测的蛋白功能。图2说明某些实施方案所涉及的途径，在所述实施方案中，大肠杆菌(E.coli)经基因工程可以生长于作为唯一碳源的藻酸盐上。图3说明某些实施方案所涉及的途径，在所述实施方案中，大肠杆菌经基因工程12可以生长于作为唯一碳源的果胶上。图4表示生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的工程或重组的大肠杆菌的结果(参看实心圆)。根癌农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)细胞提供了阳性对照(参看同心圆(hatchedcircle)).紧邻根癌农杆菌阳性对照左侧的孔含有DHlOB大肠杆菌细胞，该细胞提供了阴性对照。图5表示大肠杆菌重组菌株在半乳糖醛酸盐和果胶中的生长。图5A表示24hr后大肠杆菌在各种长度的半乳糖醛酸盐上的生长。图5A中的重组菌株是大肠杆菌BL21(DE3)菌株，容纳有pTrlogl-kdgR+pBBRGal3P，对照菌株是BL21(DE3)菌株，容纳有pTrc99A+pBBRlMCS-2,如实施例2所述。图5B表示3_4天后重组大肠杆菌在果胶上的生长。图5B中的重组菌株是大肠杆菌DH5a菌株，含有pPEL74(Ctrl)、pPEL74以及pR0U2，如实施例2所述。图6表示藻酸盐降解形成丙酮酸盐。图6A说明藻酸盐降解和代谢的简化代谢途径。图6B表示藻酸盐通过酶促降解途径，体外降解形成丙酮酸盐的结果。图6C表示藻酸盐通过化学降解途径，体外降解形成丙酮酸盐的结果。图7表示从根癌农杆菌C58分离的各种醇脱氢酶的生物活性。图7A示出通过NADPH消耗所监测的DEHU氢化酶活性，图7B表示通过NADPH消耗所监测的甘露糖醛酸氢化_(mannuronatehydrogenase)舌t生。图8表示对照样品(图8A)和由pBADalsS-ilvCD-leuABCD2和pTrcBALK(图8B)产生的异丁醛、3-甲基戊醇以及2-甲基戊醛的GC-MS层析谱结果。图9表示对照样品(图9A)禾Π由pBADtyrA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE和pTrcBALK(图9B)产生的4-羟苯基乙醇以及吲哚_3_乙醇的GC-MS层析谱结果。图10表示异丁醛(图10A)、3_甲基戊醇(图10B)以及2_甲基戊醇(图10C)的质谱结果。图11表示苯基乙醇(图11A)、4_羟苯基乙醇(图11B)以及吲哚_3_乙醇(图lie)的质谱结果。图12表示二醇脱水酶的生物活性。图12A表示NADH消耗所监测的丁偶姻(butyroin)通过ddhl、ddh2以及ddh3的还原。图12B表示ddh3对1，2-环戊二醇和1，2-环己二醇的氧化活性，这通过NADH产生测量。图13概括了DDH多肽所催化的氧化反应中各种底物动力学研究的结果。这些反应是NAD+依赖性的。图14表示分离自短乳杆菌(Lactobaccilusbrevis)ATCC367的二醇脱氢酶DDHl的核苷酸序列(图14A)(SEQIDNO97)和多肽序列(图14B)(SEQIDNO98)。图15表示分离自恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)KT2440的二醇脱氢酶DDH2的核苷酸序歹Ij(图15A)(SEQIDNO99)和多肽序列(图15B)(SEQIDNO100)。图16表示分离自肺炎克雷伯氏菌(Klebsiellapneumoniae)MGH78578的二醇脱氢酶DDH3的核苷酸序列(图16A)(SEQIDNO101)和多肽序列(图16B)(SEQIDNO102)。图17表示分离自荧光假单胞菌(Pseudomonasfluorescens)的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种(Klebsiellapneumoniaesubsp.pneumoniae)MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该反应说明丁醛依次转化为5-羟基-4-辛酮和4，5-辛酮二醇。图17A表示丁偶姻(5-羟基-4-辛酮)在5.36分钟时的检测，而图17B表示4，5-辛二醇在6.49和6.65分钟时的检测。图18表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该图说明正-戊醛依次转化为6-羟基-5-癸酮和5，6-癸二醇。图18A表示valer0in(6-羟基-5-癸酮)在8.22分钟时的检测，而图188表示5，6癸二醇在9.22和9.35分钟时的检测。图19表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该图说明，3-甲基丁醛依次转化为2，7_二甲基-5-羟基-4-辛酮和2，7-二甲基-4，5-辛二醇。图19A表示isoveraloin(2，7-二甲基-5-羟基-4-辛酮)在6.79分钟时的检测，而图19B表示2，7-二甲基-4，5-辛二醇在7.95和8.15分钟时的检测。图20表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该图说明，正_己醛依次转化为7-羟基-6-十二碳酮和6，7-十二烷二醇。图20A表示heXan0in(7-羟基-6-癸酮)在10.42分钟时的检测，而图20B表示6，7-十二烷二醇在10.89和10.95分钟时的检测。图21表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该图说明，4-甲基戊醛依次转化为2，9_二甲基-6-羟基-5-癸酮和2，9-二甲基-5，6-癸二醇。图21A表示isohexanoin(2，9-二甲基-6-羟基-5-癸酮)在9.45分钟时的检测，而图21B表示2，9-二甲基-5，6-癸二醇在10.38和10.44分钟时的检测。图22表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的体内生物活性。该图说明，通过显示0Ctan0in(9-羟基-8-十六碳酮)在12.35分钟时的检测，正_辛醛转化为9-羟基-8-十六碳酮。图23表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的体内生物活性。该图说明，通过显示乙偶姻(acetoin)(3_羟基_2_丁酮)在rt=0.91分钟时的检测，乙醛转化为3-羟基-2-丁酮。图24表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的依次的体内生物活性。该图说明，正-丙醛依次转化为4-羟基-3-己酮和3，4_己二醇。图24A表示pr0pi0in(4羟基-3-己酮)在rt=2.62分钟时的检测，而图24B表示3,4-己二醇在rt=3.79分钟时的检测。图25表示分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(DDH3)的ddh基因的体内生物活性。该图说明，通过显示1，4-二苯基-3-羟基-2-丁酮在rt=13.66分钟时的检测，苯乙醛转化为1，4_二苯基-3-羟基-2-丁酮。图26表示来自肺炎克雷伯氏菌MGH78578(DDH3)的二醇脱氢酶ddh和来自肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶pdu⑶E的依次生物学活性。图26A表示GC-MS数据，该数据证实，在样品提取物中存在4，5-辛二醇，该辛二醇是通过ddh3由丁偶姻还原所产生的预期产物。图26B表示GC-MS数据，其证实在样品提取物种存在4-辛酮，该4-辛酮是丁偶姻和4，5-辛二醇分别通过ddh3和pdu⑶E依次脱氢和脱水而产生的预期产物。图27表示来自肺炎克雷伯氏菌MGH78578(DDH3)的二醇脱氢酶ddh和来自肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶pdu⑶E的依次生物学活性。图27A和图27B表示样品提取物气相层析/质谱和4-辛酮标准气相层析/质谱间的比较，证实4-辛酮是由丁偶姻利用酶二醇脱氢酶(ddh3)和二醇脱水酶(pduOTE)产生的。图28表示分离自肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶大亚基(pduC)的核苷酸序歹丨J(图28A)(SEQIDNO103)和多肽序列(图28B)(SEQIDNO104)。图29表示除了分离自肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶小亚基(pduE)的核苷酸序列(图29C)(SEQIDNO107)和多肽序列(图29D)(SEQIDNO108)外，分离自肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶中亚基(pduD)的核苷酸序列(图29A)(SEQIDNO105)和多肽序歹Ij(图29B)(SEQIDNO106)。图30表示NADP产生(图30A)和NADPH产生(图30B)所监测的4_辛醇通过次级醇脱(secondaryalcoholdehydrogenase)白图31表示NADP产生(图31A)和NADPH产生(图31B)所监测的4_辛醇通过次级醇脱氢酶的氧化。图32表示NADH产生(图32A)和NADPH产生(图32B)所监测的2，7-二甲基辛醇通过次级醇脱氢酶的氧化。图33表示2ADH11和2ADH16的氧化和还原活性。图33A表示NADPH消耗所测量的2，7-二甲基-4-辛酮的还原。图33B表示2，7-二甲基-4-辛酮、4-辛酮以及环戊酮的还原。图34表示环戊醇通过次级醇脱氢酶的氧化和还原。图34A表示NADH或NADPH形成所监测的环戊醇的氧化。图34B表示NADPH消耗所监测的环戊醇的还原。图35表示每个底物的所示还原反应的计算的速率常数，该还原反应是由次级醇脱氢酶ADH-16(SEQIDNO138)催化的。图36表示每个底物的所示氧化反应的计算的速率常数，该氧化反应是由次级醇脱氢酶ADH-16(SEQIDNO138)催化的。图37示出藻酸盐裂解酶基因/蛋白的名录，该藻酸盐裂解酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图38示出果胶酸裂解酶基因/蛋白的名录，该果胶酸裂解酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图39A示出鼠李聚糖半乳糖醛酸(rhamnogalacturonan)裂解酶基因/蛋白的名录，该裂解酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图39B表示鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶基因/蛋白的名录，该水解酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图40示出果胶甲酯酶基因/蛋白的名录，该果胶甲酯酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图41示出果胶乙酰酯酶(pectateacetylesterase)基因/蛋白的名录，该果胶乙酰酯酶基因/蛋白可以根据本文所述的方法和重组微生物来使用。图42表示24小时时，由实施例4所述的重组微生物产生的2-苯基乙醇(图42A)、2-(4-羟苯基)乙醇(图42B)以及2-(吲哚-3-)乙醇(图42C)，其包含功能性2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及2-(吲哚-3-)乙醇生物合成途径。图43表示GC-MS层析谱结果，该结果证实在一周时，由实施例4所述的重组微生物(pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE和pTrcBALK)产生2-苯基乙醇(图43B)。图43A表示阴性对照细胞(PBAD33和pTrc99A)。图44表示GC-MS层析谱结果，该结果证实在一周时，由实施例4所述的重组微生物(pBADtyrA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE和pTrcBALK)产生2-(4-羟苯基)乙醇(9.36分钟)和2-(吲哚-3)乙醇(10.32分钟)。图45证实由1，2_丙二醇形成1-丙醛(图45A)和由内消旋_2，3_丁二醇形成2_丁酮(图45B)，二者均由分离的不依赖B12的二醇脱水酶体外催化，如实施例9所述。图46A表示由1，2_丙二醇体内产生1-丙醇。图46B表示由内消旋_2，3丁二醇体内产生2-丁醇。图46C表示由反式-1，2-环戊二醇体内产生环戊酮。这些实验是按实施例9中所述进行的。图47表示实施例10所进行的TBA测定的结果。图47中左侧的试管表示取自表达Vs24254的细胞的过夜培养物的培养基，表明分泌藻酸盐裂解酶，而右侧的试管表示利用来自表达Vs24259的细胞的培养基(阴性对照)的TBA反应。在阴性对照中缺少粉红着色表明，没有发生或者发生很少的藻酸盐多聚体切割。图48表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的苯甲醛裂解酶(BAL)催化由乙醛和丙醛间的连接反应体内产生3-羟基-2-戊酮和2-羟基-3-戊酮(图48A)，并催化由丙醛和丁醛间的连接反应体内产生4-羟基-3-庚酮和3-羟基-4-庚酮(图48B)。图49表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由乙醛和戊醛间的连接反应体内产生3-羟基-2-庚酮(图49A)，并催化由戊醛和丙醛间的连接反应体内产生4-羟基-3-辛酮和3-羟基-4-辛酮(图49B)。图50表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由丁醛和戊醛间的连接反应体内产生5-羟基-4-壬酮(图50A)，并催化由己醛和3-甲基丁醛间的连接反应体内产生2-甲基-5-羟基-4-癸酮和2-甲基-4-羟基-5-癸酮(图50B)。图51表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由乙醛和4-甲基己醛间的连接反应体内产生6-甲基-3-羟基-2-庚酮(图51A)，并催化由4-甲基己醛和丙醛间的连接反应体内产16生7-甲基-4-羟基-3-辛酮(图51B)。图52表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由4-甲基己醛和丁醛间的连接反应体内产生8-甲基-5-羟基-4-壬酮(图52A)，并催化由乙醛和辛醛间的连接反应体内产生3-羟基-2-癸酮(图52B)。图53表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由辛醛和丙醛间的连接反应体内产生4-羟基-3-十一碳酮(图53A)，并催化由辛醛和丁醛间的连接反应体内产生5-羟基-4-十二碳酮(图53B)。图54表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由辛醛和戊醛间的连接反应体内产生6-羟基-5-十三碳酮(图54A)，并催化由辛醛和3-甲基丁醛间的连接反应体内产生2-甲基-5-羟基4-十二碳酮和2-甲基-4-羟基-5-癸酮(图54B)。图55表示分离自荧光假单胞菌并克隆至大肠杆菌的C-C连接酶的体内生物活性。GC-MS层析谱结果表明，密码子优化的BAL催化由辛醛和4-甲基戊醛间的连接反应体内产生2-甲基-6-羟基-5-十三碳酮。图56表示如实施例10所述，重组大肠杆菌在作为唯一碳源的藻酸盐上的生长。在葡萄糖上的生长(图56B)提供了阳性对照。细胞用无质粒(BL21-阴性对照)、一种质粒(如Da或3a)或两种质粒(如Dk3a和Da3k)转化。质粒以小写字母表示“a”表示pET_DEST42质粒骨架，而“k”表示pENTR/D/TOPO骨架。“D”表示质粒含有基因组区Vs24214_24249，而“3”表示质粒含有基因组区Vs24189-24209。因此，Da为pET_DEST42_Vs24214-24249，Da3k为pET-DEST42-Vs24214-24249和pENTR/D/T0P0-Vs24189_24209等。这些结果表明，组合的基因组区Vs24214-24249和Vs24189_24209足以赋予大肠杆菌在作为唯一碳源的藻酸盐上生长的能力。图57表示如实施例11所进行的，通过生长于藻酸盐上的大肠杆菌产生乙醇。用pBBRPdc-AdhA/B或pBBRPdc-AdhA/B+1.5F0S转化大肠杆菌，并允许其在含有藻酸盐的m9培养基中生长。发明_既述本发明的实施方案包括将多糖转化为大量生产型化学品的方法，包括(a)使多糖与多糖降解或解聚代谢系统接触，其中所述多糖任选地衍生于生物质，所述代谢系统选自(i)酶促或化学催化，和(ii)微生物系统，其中所述微生物系统包含重组微生物，其中该重组微生物包含一个或多个允许其在作为唯一碳源的多糖上生长的外源基因，据此将所述多糖转化为适宜的单糖或寡糖；以及(b)使适宜的单糖或寡糖与大量生产型化学品生物合成途径接触，其中该大量生产型化学品生物合成途径包含醛或酮生物合成途径，据此将多糖转化为大量生产型化学品。在某些方面，生物质选自海洋生物质和蔬菜(vegetable)/果实(fruit)/植物(plant)生物质。在某些方面，海洋生物质选自海藻(kelp)、巨藻(giantkelp)、马尾藻类海草(sargasso)、海藻(seaweed)、藻类(algae)、海洋微生物区系(marinemicroflora)>微藻类(microalgae)以及海草(seagrass)。在某些方面，蔬菜/果实/植物生物质包含植物皮(Plantpeel)或渣。在某些方面，蔬菜/果实/植物生物质选自柑橘(citrus)、马铃薯(potato)、番爺(tomato)、葡萄(grape)、醋栗(gooseberry)、胡萝卜(carrot)、芒果(mango)、舌甘菜(sugar-beet)、苹果(apple)、柳枝稷(switchgrass)、木材(wood)以及干草(stover)ο在某些方面，多糖选自藻酸盐、琼脂、角叉菜聚糖、岩藻依聚糖、果胶、多聚半乳糖醛酸盐、纤维素、半纤维素、木聚糖、阿拉伯聚糖以及甘露聚糖。在某些方面，适宜的单糖或寡糖选自2-酮-3-脱氧D-葡糖酸盐(KDG)、D-甘露醇、古洛糖醛酸盐(guluronate)、甘露糖醛酸盐、甘露醇、来苏糖、甘油、木糖醇、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、葡糖醛酸盐、半乳糖醛酸盐以及鼠李糖。在某些方面，大量生产型化学品选自甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、乙醇、正-丙烷、1-丙烯、1-丙醇、丙醛、丙酮、丙酸盐、正-丁烷、1-丁烯、1-丁醇、丁醛、丁酸盐、异丁醛、异丁醇、2-甲基丁醛、2-甲基丁醇、3-甲基丁醛、3-甲基丁醇、2-丁烯、2-丁醇、2-丁酮、2，3_丁二醇、3-羟基-2-丁酮、2，3-丁二酮、乙苯、苯乙烯、2-苯基乙醇、苯乙醛、1-苯基丁烷、4-苯基-1-丁烯、4-苯基-2-丁烯、1-苯基-2-丁烯、1-苯基-2-丁醇、4-苯基-2-丁醇、1-苯基-2-丁酮、4-苯基-2-丁酮、1-苯基-2，3-丁二醇、1-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-苯基-3-羟基-2-丁酮、1-苯基-2，3-丁二酮、正-戊烷、乙基苯酚、乙烯基苯酚、2-(4_羟苯基)乙醇、4-羟苯基乙醛、1-(4_羟苯基)丁烷、4-(4_羟苯基)-1_丁烯、4-(4_羟苯基)-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-1-丁烯、1-(4-羟苯基)-2-丁醇、4-(4-羟苯基)-2-丁醇、1-(4_羟苯基)-2_丁酮、4-(4_羟苯基)-2_丁酮、1-(4_羟苯基)-2，3_丁二醇、1-(4_羟苯基)-3-羟基-2-丁酮、4-(4-羟苯基)-3-羟基-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二酮、吲哚乙烷(indolylethane)、吲哚乙烯(indolylethene)、2_(吲哚_3_)乙醇、正-戊烷、1-戊烯、1-戊醇、戊醛、戊酸盐、2-戊烯、2-戊醇、3-戊醇、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基戊醛、4-甲基戊醇、2，3-戊二醇、2-羟基-3-戊酮、3-羟基-2-戊酮、2，3-戊二酮、2-甲基戊烷、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-2-戊烯、4-甲基-3-戊烯、4-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4-甲基-2，3-戊二醇、4-甲基-2-羟基-3-戊酮、4-甲基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-2，3-戊二酮、1-苯基戊烷、1-苯基-1-戊烯、1-苯基_2_戊烯、1-苯基-3-戊烯、1-苯基-2-戊醇、1-苯基-3-戊醇、1-苯基-2-戊酮、1-苯基-3-戊酮、1-苯基-2，3-戊二醇、1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1-苯基-3-羟基-2-戊酮、1_苯基_2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基戊烷、4-甲基-1-苯基-1-戊烯、4-甲基-1-苯基-2-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊醇、4-甲基-1-苯基-2-戊醇、4-甲基-1-苯基-3-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1-(4_羟苯基)戊烷、1-(4_羟苯基)-1_戊烯、1-(4_羟苯基)-2_戊烯、1-(4_羟苯基)-3-戊烯、1-(4-羟苯基)-2-戊醇、1-(4-羟苯基)-3-戊醇、1-(4-羟苯基)-2-戊酮、1-(4-羟苯基)-3-戊酮、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇、1-(4-羟苯基)-2-羟基-3-戊酮、1-(4-羟苯基)-3-羟基-2-戊酮、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)戊烷、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊烯、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊烯、4-甲基_1-(4_羟苯基)-1_戊烯、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)~3~羟基-2-戊酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2_羟基-3-戊酮、1-吲哚-3-戊烷、1-(吲哚-3)-l-戊烯、1-(吲哚_3)-2-戊烯、1-(吲哚-3)-3-戊烯、1-(吲哚-3)-2-戊醇、1_(吲哚_3)-3-戊醇、1-(吲哚-3)-2-戊酮、1-(吲哚-3)-3-戊酮、1-(吲哚-3)-2，3-戊二醇、1_(吲哚-3)-2-羟基-3-戊酮、1_(吲哚_3)-3-羟基-2-戊酮、1-(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(吲哚-3_)戊烷、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-1-戊烯、4-甲基_2-(吲哚_3)-3-戊醇、4-甲基-1-(吲哚_3)-2-戊醇、4-甲基-1-(吲哚_3)-3-戊酮、4-甲基-l-(B引哚-3)-2-戊酮、4-甲基_1_(B引哚_3)-2，3_戊二醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-戊酮、正-己烷、1-己烯、1-己醇、己醛、己酸盐、2-己烯、3-己烯、2-己醇、3-己醇、2-己酮、3-己酮、2，3_己二醇、2，3_己二酮、3，4_己二醇、3，4_己二酮、2-羟基-3-己酮、3-羟基-2-己酮、3-羟基-4-己酮、4-羟基-3-己酮、2-甲基己烷、3-甲基己烧、2-甲基-2-己烯、2-甲基-3-己烯、5-甲基-1-己烯、5-甲基-2-己烯、4-甲基-1-己烯、4-甲基-2-己烯、3-甲基-3-己烯、3-甲基-2-己烯、3-甲基-1-己烯、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、5-甲基-3-己醇、2-甲基-3-己酮、5-甲基-2-己酮、5-甲基-3-己酮、2-甲基-3，4-己二醇、2-甲基-3，4-己二酮、5-甲基_2，3_己二醇、5-甲基-2，3-己二酮、4-甲基-2，3-己二醇、4-甲基-2，3-己二酮、2-甲基-3-羟基-4-己酮、2-甲基-4-羟基-3-己酮、5-甲基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-3-羟基-2-己酮、2，5-二甲基己烷、2，5-二甲基-2-己烯、2，5-二甲基-3-己烯、2，5-二甲基-3-己醇、2，5-二甲基-3-己酮、2，5-二甲基-3，4-己二醇、2，5-二甲基-3，4-己二酮、2，5-二甲基-3-羟基-4-己酮、5-甲基-1-苯基己烷、4-甲基-1-苯基己烷、5-甲基-1-苯基-1-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己烯、5-甲基-1-苯基-3-己烯、4-甲基-1-苯基-1-己烯、4-甲基-1-苯基-2-己烯、4-甲基-1-苯基-3-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己醇、5-甲基-1-苯基-3-己醇、4-甲基-1-苯基-2-己醇、4-甲基-1-苯基-3-己醇、5-甲基-1-苯基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、5-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)己烷、5-甲基-1-(4-羟苯基)-1-己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己烯、4-甲基_1-(4_羟苯基)-1_己烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己醇、4-甲基_1-(4_羟苯基)-2_己醇、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己酮、5-甲基-1-(4-羟苯基)-3-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3_己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二醇、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-羟基-3-己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二酮、4-甲基_1_(吲哚-3-)己烷、5-甲基-1-(吲哚-3)-1-己烯、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-己烯、5-甲基-I-(吲哚-3)-3-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-l-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-3_己烯、5-甲基-1-(吲哚-3)-2_己醇、5-甲基(吲哚_3)-3-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-己醇、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己酮、4-甲基+(吲哚-3)-3-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-己二醇、4-甲基(吲哚_3)-2，3-己二醇、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚_3)-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-己酮、5-甲基(吲哚-3)-2，3-己二酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-己二酮、正-庚烷、庚烯、庚醇、庚醛、庚酸盐、2-庚烯、3-庚烯、2-庚醇、3-庚醇、4-庚醇、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，3-庚二醇、2，3_庚二酮、3，4_庚二醇、3，4_庚二酮、2-羟基-3-庚酮、3-羟基-2-庚酮、3-羟基-4-庚酮、4-羟基-3-庚酮、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、6-甲基-2-庚烯、6-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚烯、2-甲基-2-庚烯、5-甲基-2-庚烯、5-甲基-3-庚烯、3-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚醇、2-甲基-4-庚醇、6-甲基-3-庚醇、5-甲基-3-庚醇、3-甲基-4-庚醇、2-甲基-3-庚酮、2-甲基-4-庚酮、6-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、3-甲基-4-庚酮、2-甲基_3，4-庚二醇、2-甲基-3，4-庚二酮、6-甲基_3，4-庚二醇、6-甲基_3，4_庚二酮、5-甲基_3，4-庚二醇、5-甲基_3，4-庚二酮、2-甲基-3-羟基_4_庚酮、2-甲基_4_羟基-3-庚酮、6-甲基-3-羟基-4-庚酮、6-甲基-4-羟基-3-庚酮、5-甲基-3-羟基-4-庚酮、5-甲基-4-羟基-3-庚酮、2，6_二甲基庚烷、2，5-二甲基庚烷、2，6_二甲基-2-庚烯、2，6-二甲基-3-庚烯、2，5-二甲基-2-庚烯、2，5-二甲基-3-庚烯、3，6-二甲基-3-庚烯、2，6-二甲基-3-庚醇、2，6-二甲基-4-庚醇、2，5-二甲基-3-庚醇、2，5-二甲基-4-庚醇、2，6-二甲基-3，4-庚二醇、2，6-二甲基-3，4-庚二酮、2，5-二甲基-3，4-庚二醇、2，5-二甲基-3，4-庚二酮、2，6-二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，6-二甲基-4-羟基-3-庚酮、2，5-二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，5-二甲基-4-羟基-3-庚酮、正-辛烷、1-辛烯、2-辛烯、1_辛醇、辛醛、辛酸盐(octanoate)、3_辛烯、4_辛烯、4_辛醇、4_辛酮、4，5_辛二醇、4，5-辛二酮、4-羟基-5-辛酮、2-甲基辛烷、2-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛烯、7-甲基-3-辛烯、3-甲基-3-辛烯、3-甲基-4-辛烯、6-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛醇、7-甲基-4-辛醇、3-甲基-4-辛醇、6-甲基-4-辛醇、2-甲基-4-辛酮、7-甲基-4-辛酮、3-甲基-4-辛酮、6-甲基-4-辛酮、2-甲基-4，5-辛二醇、2-甲基-4，5-辛二酮、3-甲基-4，5-辛二醇、3-甲基-4，5-辛二酮、2-甲基-4-羟基-5-辛酮、2-甲基-5-羟基-4-辛酮、3-甲基-4-羟基-5-辛酮、3-甲基-5-羟基-4-辛酮、2，7-二甲基辛烷、2，7-二甲基-3-辛烯、2，7-二甲基-4-辛烯、2，7-二甲基-4-辛醇、2，7-二甲基-4-辛酮、2，7-二甲基-4，5-辛二醇、2，7-二甲基-4，5-辛二酮、2，7-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6-二甲基辛烷、2，6-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛烯、3，7-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛醇、3，7-二甲基-4-辛醇、2，6-二甲基-4-辛酮、3，7-二甲基-4-辛酮、2，6-二甲基-4，5-辛二醇、2，6-二甲基-4，5-辛二酮、2，6-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6-二甲基-5-羟基-4-辛酮、3，6-二甲基辛烷、3，6-二甲基-3-辛烯、3，6-二甲基-4-辛烯、3，6-二甲基-4-辛醇、3，6-二甲基-4-辛酮、3，6-二甲基-4，5-辛二醇、3，6-二甲基-4，5-辛二酮、3，6-二甲基-4-羟基_5_辛酮、正-壬烷、1-壬烯、1-壬醇、壬醛、壬酸盐、2-甲基壬烷、2-甲基-4-壬烯、2-甲基-5-壬烯、8-甲基-4-壬烯、2-甲基-5-壬醇、8-甲基-4-壬醇、2-甲基-5-壬酮、8-甲基-4-壬酮、8-甲基-4，5-壬二醇、8-甲基-4，5-壬二酮、8-甲基-4-羟基-5-壬酮、8-甲基-5-羟基-4-壬酮、2，8_二甲基壬烷、2，8_甲基-3-壬烯、2，8_二甲基-4-壬烯、2，8_二甲基-5-壬烯、2，8-二甲基-4-壬醇、2，8_二甲基-5-壬醇、2，8_二甲基-4-壬酮、2，8-二甲基-5-壬酮、2，8-二甲基-4，5-壬二醇、2，8-二甲基-4，5-壬二酮、2，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、2，8-二甲基-5-羟基-4-壬酮、2，7-二甲基壬烷、3，8-二甲基-3-壬烯、3，8-二甲基-4-壬烯、3，8-二甲基-5-壬烯、3，8-二甲基-4-壬醇、3，8-二甲基-5-壬醇、3，8-二甲基-4-壬酮、3，8-二甲基-5-壬酮、3，8-二甲基-4，5-壬二醇、3，8-二甲基-4，5-壬二酮、3，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、3，8_二甲基-5-羟基-4-壬酮、正-癸烷、1-癸烯、1-癸醇、癸酸盐、2，9-二甲基癸烷、2，9-二甲基-3-癸烯、2，9-二甲基-4-癸烯、2，9-二甲基-5-癸醇、2，9-二甲基-5-癸酮、2，9-二甲基-5，6-癸二醇、2，9-二甲基-6-羟基-5-癸酮、2，9-二甲基-5，6-癸二酮、正-十一烷、1-十一碳烯、1-十一烷醇、十一醛、十一酸盐、正-十二烷、1-十二碳烯、1-十二烷醇、十二醛、十二酸盐、正-十二烷、Ι-decadeceneU-十二烷醇、十二醛、十二酸盐、正-十三烷、1-十三碳烯、1-十三烷醇、十三醛、十三酸盐、正-十四烷、1-十四碳烯、1-十四烷醇、十四醛、十四酸盐、正-十五烷、1-十五碳烯、1-十五烷醇、十五醛、十五酸盐、正_十六烷、1-十六碳烯、1-十六烷醇、十六醛、十六酸盐、正-十七烷、1-十七碳烯、1-十七烷醇、十七醛、十七酸盐、正-十八烷、1-十八碳烯、1-十八烷醇、十八醛、十八酸盐、正-十九烷、1-十九碳烯、1-十九烷醇、十九醛、十九酸盐、二十烷、1-二十碳烯、1-二十烷醇、二十醛、二十酸盐、3-羟基丙醛、1，3_丙二醇、4-羟基丁醛、1，4_丁二醇、3-羟基-2-丁酮、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、高柠檬酸盐、高异柠檬酸盐、b-羟基己二酸盐、戊二酸盐、glutarsemialdehyde、戊二醛、2-羟基-1-环戊酮、1，2_环戊二醇、环戊酮、环戊醇、(S)-2-乙酰乳酸、(R)_2，3-二羟基-异戊酸盐、2-氧代异戊酸盐、异丁酰辅酶A、异丁酸盐、异丁醛、5-氨基戊醛、1，10-二氨基癸烷、1，10-二氨基-5-癸烯、1，10-二氨基-5-羟基癸烷、1,10-二氨基-5-癸酮、1，10-二氨基-5，6-癸二醇、1，10-二氨基-6-羟基-5-癸酮、苯乙醛(phenylacetoaldehyde)、1，4_二苯基丁烷、1，4_二苯基丁烯、1，4-二苯基-2-丁烯、1，4-二苯基-2-丁醇、1，4-二苯基-2-丁酮、1，4-二苯基-2，3-丁二醇、1，4-二苯基-3-羟基-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-4-苯基丁烷、1-(4-羟苯基)-4-苯基-1-丁烯、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁醇、1_(4-羟苯基)-4_苯基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4_苯基-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基)-4-苯基-3-羟基-2-丁酮、1-(吲哚-3)-4-苯基丁烷、1-(吲哚-3)-4-苯基-1-丁烯、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁烯、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁醇、1-(吲哚_3)-4-苯基-2-丁酮、1-(吲哚_3)-4-苯基-2，3-丁二醇、1-(吲哚-3)-4-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-羟苯基乙醛、1，4_二(4-羟苯基)丁烷、1，4_二(4-羟苯基)-1_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)_2_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)-2_丁醇、1，4_二(4-羟苯基)-2_丁酮、1，4_二(4-羟苯基)_2，3_丁二醇、1，4_二(4-羟苯基)-3_羟基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4-(吲哚-3-)丁烷、1-(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-1-丁烯、1-二(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁烯、1_(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁醇、1-(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁酮、1_(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基-4-(吲哚-3)-3-羟基-2-丁酮、吲哚_3_乙醛、1，4-二(吲哚-3_)丁烷、1，4_二(吲哚-3)-l-丁烯、1，4_二(吲哚-3)-2-丁烯、1，4_二(口引哚-3)-2-丁醇、1，4-二(吲哚-3)-2-丁酮、1，4-二(吲哚_3)-2，3-丁二醇、1，4-二(口引哚-3)-3-羟基-2-丁酮、琥珀酸半醛、己烷-1，8-二羧酸、3-己烯-1，8-二羧酸、3-羟基-己烷-1，8-二羧酸、3-己酮-1，8-二羧酸、3，4_己二醇-1，8-二羧酸、4-羟基-3-己酮-1，8_二羧酸、岩藻依聚糖、碘、叶绿素、类胡萝卜素、钙、镁、铁、钠、钾以及磷酸盐。本发明的某些实施方案包括将多糖转化为适宜的单糖或寡糖的方法，包括(a)使多糖与微生物系统接触足以将所述多糖转化为适宜的单糖或寡糖的时间，其中所述多糖任选地由生物质获得，其中所述微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，其中该裂解酶和/或水解酶任选地包含至少一个信号肽或至少一个自动转运蛋白结构域(autotransporterdomain)；(ii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白及超通道(superchannel)；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶，从而将多糖转化为适宜的单糖或寡糖。本发明的某些实施方案包括将多糖转化为适宜的单糖或寡糖的方法，包括(a)使多糖与化学或酶促催化途径接触足以将所述多糖转化为第一单糖或寡糖的时间，其中所述多糖任选地由生物质获得，和(b)使第一单糖或寡糖与微生物系统接触足以将第一单糖或寡糖转化为适宜的单糖或寡糖的时间，其中所述微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，(ii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白及超通道；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，从而将多糖转化为适宜的单糖或寡糖，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶。在某些方面，裂解酶选自藻酸盐裂解酶、果胶酸裂解酶、多聚甘露糖醛酸裂解酶(polymannuronatelyase)、多聚葡糖酸裂解酶(polygluronatelyase)、多聚半乳糖醛酸裂解酶以及鼠李聚糖半乳糖醛酸裂解酶。在某些方面，水解酶选自藻酸盐水解酶、鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶、多聚甘露糖醛酸水解酶、果胶水解酶以及多聚半乳糖醛酸水解酶。在某些方面，转运蛋白选自ABC转运蛋白、同向转运蛋白(symporter)以及外膜孔蛋白。在某些方面，ABC转运蛋白选自Atu3021、Atu3022、Atu3023、Atu3024、algMl、algM2、AlgQUAlgQ2,AlgS、0G2516_05558、0G2516_05563、0G2516_05568、0G2516_05573、TogM,TogN,TogA、TogB和其功能变体。在某些方面，同向转运蛋白选自V12B01_24239(SEQIDNO:26)、V12B01_24194(SEQIDNO8)和TogT，以及其功能变体。在某些方面，外膜孔蛋白包括选自V12B01_24269、KdgM和KdgN的孔蛋白及其功能变体。某些实施方案包括能在作为唯一碳源的多糖上生长的重组微生物，其中所述多糖选自藻酸盐、果胶、三-半乳糖醛酸盐、二半乳糖醛酸盐、纤维素以及半纤维素。在某些方面，多糖是藻酸盐。在某些方面，多糖是果胶。在某些方面，多糖是三半乳糖醛酸盐。某些实施方案包括重组的微生物，其包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，其中所述裂解酶或水解酶任选地包含至少一个信号肽或至少一个自动转运蛋白结构域；(ii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白以及超通道；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶。在某些方面，微生物能在作为唯一碳源的多糖上生长。在某些方面，多糖选自藻酸盐、果胶以及三半乳糖醛酸盐。某些实施方案包括将适宜的单糖或寡糖转化为第一大量生产型化学品的方法，包括(a)使适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的时间，其中所述微生物系统包含重组的微生物，其中所述微生物包含大量生产型化学品生物合成途径，从而将适宜的单糖或寡糖转化为第一大量生产型化学品。在某些方面，大量生产型化学品途径包括一个或多个编码醛或酮生物合成途径的基因。在某些方面，醛或酮生物合成途径选自乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3_甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛、2-吲哚-3-乙醛、戊二醛、5-氨基-戊醛、琥珀酸半醛以及琥珀酸4-羟苯基乙醛生物合成途径中的一个或多个。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含乙醛生物合成途径和选自丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含丙醛生物合成途径和选自丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛以及苯乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含丁醛生物合成途径和选自异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含异丁醛生物合成途径和选自2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径中的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含2-甲基_丁醛生物合成途径和选自3-甲基_丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含3-甲基-丁醛生物合成途径以及选自2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含2-苯乙醛生物合成途径和选自2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。在某些方面，醛或酮生物合成途径包含2-(4-羟苯基)乙醛生物合成途径和2-吲哚-3-乙醛生物合成途径。在某些方面，第一大量生产型化学品进一步被酶促和/或化学还原和脱水为第二大量生产型化学品。某些实施方案包括将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的方法，包括(a)使适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的时间，其中所述微生物系统包含(i)一个或多个编码和表达醛生物合成途径的基因，其中所述醛生物合成途径包含一个或多个编码和表达脱羧酶的基因；以及(ii)一个或多个编码和表达醛还原酶的基因，从而将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品。在某些方面，脱羧酶是吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)。在某些方面，IPDC包含与SEQIDNO312所示的氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一(identical)的氨基酸序列。在某些方面，醛还原酶是苯乙醛还原酶(PAR)。在某些方面，PAR包含与SEQIDNO:313所示氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一的氢基酸序列。在某些方面，大量生产型化学品选自2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。某些实施方案包括重组微生物，其包含(i)一个或多个编码和表达醛生物合成途径的基因，其中所述醛生物合成途径包含一个或多个编码和表达脱羧酶的基因；以及(ii)一个或多个编码和表达醛还原酶的基因。在某些方面，醛生物合成途径还包含一个或多个编码和表达酶的基因，所述酶选自辅酶A连接的醛脱氢酶、醛脱氢酶以及醇脱氢酶。在某些方面，脱羧酶是吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)。在某些方面，醛还原酶是苯乙醛还原酶(PAR)。在某些方面，微生物能将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品。在某些方面，大量生产型化学品选自2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。某些实施方案包括重组微生物，其中该微生物包含与野生型微生物相比降低的乙醇产生能力。在某些方面，该微生物包含乙酰辅酶A向乙醇转化的减少或抑制。在某些方面，该重组微生物包含乙醇脱氢酶的减少，从而提供降低的乙醇产生能力。在某些方面，乙醇脱氢酶是adhE、其同源物或变体。在某些方面，该微生物包含adhE、其同源物或变体的缺失或敲除。在某些方面，该重组微生物包括编码酶的基因中的一个或多个缺失或敲除，所述酶选自催化乙酰辅酶A转化为乙醇的酶、催化丙酮酸盐转化为乳酸盐的酶、催化延胡索酸盐转化为琥珀酸盐的酶、催化乙酰辅酶A和磷酸盐转化为辅酶A和乙酰磷酸盐的酶、催化乙酰辅酶A和甲酸盐转化为辅酶A和丙酮酸盐的酶以及催化α-酮酸转化为支链氨基酸的酶。某些实施方案包括，其中本文所述的微生物系统或重组微生物包括选自以下的微生物醋化醋酸杆菌(Acetobacteraceti)、无色杆菌(Achromobacter)、嗜酸菌(Acidiphilium)、不动杆菌(Acinetobacter)、马杜拉放线菌(Actinomadura)、游动放线菌(Actinoplanes)、敏捷好氧炽热球菌(Aeropyrumpernix)、农杆菌(Agrobacterium)、产碱杆菌(Alcaligenes)、菠萝(Ananascomosus)(M)、节杆菌(Arthrobacter)、黑曲霉(Aspargillusniger)、米曲霉(Aspargillusoryze)、蜜蜂曲霉(Aspergillusmelleus)、粉状曲霉(Aspergilluspulverulentus)、斋藤曲霉(Aspergillussaitoi)、酱油曲霉(Aspergillussojea)、宇佐美曲霉(Aspergillususamii)、嗜碱芽孢杆菌(Bacillusalcalophilus)、角军淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)、短芽孢杆菌(Bacillusbrevis)、环状芽孢杆菌(Bacilluscirculans)、克劳氏芽孢杆菌(Bacillusclausii)、迟缓芽孢杆菌(Bacilluslentus)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、浸麻芽孢杆菌(Bacillusmacerans)、嗜热月旨肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、短短芽孢杆菌(Brevibacillusbrevis)、洋葱白克霍尔德氏菌(Burkholderiacepacia)>|1|ft胃(Candidacy1indracea)>^lif(Candidarugosa)>#/R(Caricapapaya)(L)、纤维微菌(Cellulosimicrobium)、头孢霉菌(Cephalosporium)、变动毛壳菌(Chaetomiumerraticum)、细_毛壳菌(Chaetomiumgracile)、梭菌(Clostridium)、丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)、丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum)、热纤维素梭菌(Clostridiumthermocellum)、(谷氨酸)棒杆菌(Corynebacterium(glutamicum))、Corynebacteriumefficiens、大肠杆菌(Escherichiacoli)、肠球菌(Enterococcus)、菊欧文氏菌(Erwinachrysanthemi)、葡糖酸杆菌(Gliconobacter)、葡糖酸醋酸杆菌(Gluconacetobacter)、盐盒菌(Haloarcula)、特异腐质霉(Humicolainsolens)>Humicolansolens、西唐北里孢菌(Kitasatosporasetae)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、克鲁维酵母(Kluyveromyces)、脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)(Kluyveromyceslactis)、胃(Kocuria)>Lactlactis>乳酸杆菌(Lactobacillus)、发酵乳酸杆菌(Lactobacillusfermentum)、清酒乳酸杆菌(Lactobacillussake)、乳球菌(Lactococcus)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、明串珠菌(Leuconostoc)、甲基孢囊菌(Methylocystis)、西西里甲烷叶菌(Methanolobussiciliae)、嗜器官产甲焼菌(Methanogeniumorganophilum)、布氏甲杆菌(Methanobacteriumbryantii)、蛾微杆菌(Microbacteriumimperiale)、溶壁微球菌(Micrococcuslysodeikticus)、小月菌(Microlunatus)、爪口圭毛霉(Mucorjavanicus)、分iffM(Mycobacterium)、■■胃(Myrothecium)、石宵itffM(Nitrobacter)、M石宵化单胞菌(Nitrosomonas)、诺卡氏菌(Nocardia)、番木瓜(Papayacarica)、片球菌(Pediococcus)、嗜盐片球菌(Pediococcushalophilus)、青霉菌(Penicillium)、产黄青霉(Penicilliumcamemberti)、橘青霉(Penicilliumcitrinum)、埃默森青霉(Penicilliumemersonii)、娄地青霉(Penicilliumroqueforti)、淡紫青霉(Penicillumlilactinum)、多色青霉(Penicillummulticolor)、好氧反石肖化菌(Paracoccuspantotrophus)、丙酸杆菌(Propionibacterium)、假单胞菌(Pseudomonas)、焚光假单包M(Pseudomonasfluorescens)、月兑氣{段单胞杆菌(Pseudomonasdenitrificans)、火球菌(Pyrococcus)、激烈火球菌(Pyrococcusfuriosus)、堀里予氏火球菌(Pyrococcushorikoshii)、根癌菌(Rhizobium)、米漂根毛霉(Rhizomucormiehei)、微小根毛霉(RhizomucorpusillusLindt)、根霉(Rhizopus)、德氏根霉(Rhizopusdelemar)、东京根霉(Rhizopusjaponicus)、雪白根霉(Rhizopusniveus)、米根霉(Rhizopusoryzae)、少孢根霉(Rhizopusoligosporus)、红球菌(Rhodococcus)、酉良酒酵母(Sccharomycescerevisiae)、Sclerotinalibertina、多食鞘氨酉享杆菌(Sphingobacteriummultivorum)、鞘氨醇杆菌(Sphingobium)、鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas)、链球菌(Streptococcus)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)Y-1、链霉菌(Str印tomyces)、灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)、变铅青链霉菌(Streptomyceslividans)、鼠灰链霉菌(Streptomycesmurinus)、诱掠色链霉菌(Streptomycesrubiginosus)、紫红链霉菌(Streptomycesviolaceoruber)、茂原链轮丝菌(Streptoverticilliummobaraense)、四体球菌(Tetragenococcus)、栖热菌(Thermus)、泛养硫球菌(Thiosphaerapantotropha)、栓菌(Trametes)、木霉(Trichoderma)、长枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)、里氏木霉(Trichodermareesei)、绿色木霉(Trichodermaviride)、潘氏丝抱酵母(Trichosporonpenicillatum)、胃■M胃(Vibrioalginolyticus)、！H■胃(Xanthomonas)、W母(yeast)、鲁氏接合酵母(Zygosaccharomycesrouxii)、发酵单胞菌(Zymomonas)以及运动发酵单胞菌(Zymomonusmobilis)。某些实施方案包括通过本文所述方法产生的大量生产型化学品。某些方面包括混合的大量生产型化学品，其包含本文提供的方法所产生的大量生产型化学品以及精炼的石油产品。在某些方面，大量生产型化学品选自C10-C12烃、2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。在某些方面，C10-C12烃选自2，7_二甲基辛烷和2，9_二甲基癸烷。在某些方面，精炼的石油产品选自喷气燃料和柴油燃料。某些实施方案包括产生富大量生产型化学品的精炼的石油产品的方法，包括(a)将精炼的石油产品与通过本文所述方法产生的大量生产型化学品混合，从而产生富大量生产型化学品的精炼的石油产品。发明详述本发明的实施方案涉及意外的发现，即以其它方式不能生长于作为唯一碳源的衍25生于生物质的某些多糖上的微生物，经基因工程化，可以在作为唯一碳源的这些多糖上生长。此类微生物可以包括原核微生物和真核微生物两者，如细菌和酵母。在某些方面，大肠杆菌的某些实验室和/或野生型菌株可以经基因工程化生长于作为唯一碳源的衍生于藻酸盐或果胶的生物质上，以产生适宜的单糖或其它分子。除对本领域技术人员显而易见的其它用途，这些工程化或重组微生物在藻酸盐或果胶上的生长所产生的单糖和其它分子，可以用作产生各种大量生产型化学品如生物燃料的给料。在生物燃料给料的生产方面，相对于其它生物质来源，藻酸盐和果胶提供了优势。例如，大规模水产养殖(aquatic-farming)可以产生显著量的生物质，而无需用能量作物生产替代粮食作物生产，无需采伐森林和再耕种当前未耕种的土地，因为大部分水圈，包括海洋、河流和湖泊，仍然未使用。作为一特定实例，北美洲的太平洋海岸有丰富的大规模水产养殖所需的矿质。巨藻生活在该地区，以快至Im/日的速度生长，是地球上植物中速度最快的，且生长可达50m。另外，水产养殖具有其它的优点，包括防止红潮爆发和产生对鱼类友好的环境。作为其它优势，且与木质纤维素生物质相反，衍生于水生有机物、果实、植物和/或蔬菜来源的生物质易于降解。此类生物质通常缺少木质素，且比木质纤维素生物质显著更脆且利用酶或化学催化剂(如甲酸盐)易于降解。作为一实例，利用酶或化学催化齐U，水生生物质如海藻可以很容易地转化为单糖，因为海藻所具有的主要的糖组分(藻酸盐30%，甘露醇15%)与木质纤维素(葡萄糖24.1-39%，甘露糖0.2-4.6%，半乳糖0.5-2.4%，木糖0.4-22.1%，阿拉伯糖1.5-2.8%以及糖醛酸1.2-20.7%，且总的糖含量对应于干重的36.5-70%)相比显著更简单。作为另外的实例，来自植物如果实和/或蔬菜的生物质含有果胶，即衍生于植物细胞壁的杂多糖。果胶的特征结构是线性链的α-(1-4)-连接的D-半乳糖醛酸，其形成果胶主链即同型半乳糖醛酸聚糖(homogalacturonan)。如本文所述，利用酶、化学催化和/或经设计利用果胶作为碳源的微生物系统，可以容易地将果胶转化为寡糖或适宜的单糖。利用水生、果实和/或蔬菜生物质糖化和发酵比利用木质纤维素容易得多。在这点上，本发明实施方案也涉及意料之外的发现，即某些微生物可以经过基因工程化产生各种大量生产型化学品如生物燃料。在某些方面，这些生物燃料可以包括链烷，如中到长链的链烷，其提供了优于基于乙醇的生物燃料的优势。在某些方面，各种工程化或重组微生物(如生长于作为碳源的果胶或藻酸盐上的重组微生物)的生长所产生的单糖(如2-酮-3脱氧D葡糖酸盐；KDG)和其它分子可以用于产生大量生产型化学品，如生物燃料。作为一实例，适宜的单糖如KDG，可以为重组微生物利用，以产生链烷，如中到长链的链烷及其它化学品。在某些方面，此类重组微生物可以用于产生如2，7_二甲基辛烷和2，9_二甲基癸烷的大量生产型化学品以及本文所提供的和本领域已知的化学品。此类方法产生相对于其它生物燃料具有显著优势的生物燃料。特别是，中到长链链烷提供了许多相对于诸如乙醇和丁醇的现有常见生物燃料的重要优势，并且在将来是基于石油的燃料如汽油、柴油、煤油以及重油的引入注目的长期替代品。作为一实例，中到长链链烷和醇是所有石油产品和特别地喷气燃料的主要组分，因此我们生产的链烷可以为现有的发动机直接利用。作为另一实例，中到长链醇是比乙醇好得多的燃料，并且具有几乎可与汽油媲美的能量密度。作为另一个实例，正-链烷是包括汽油、柴油、煤油以及重油的所有油产品的主要组分。微生物系统或重组微生物可以用来产生具有不同碳长度的正-链烷，所述长度的范围例如对于汽油(如机动车)为从C7到超过C20:C7，对于柴油(如机动车、火车、轮船)C10-C15，以及对于煤油(如航空和轮船)和所有的重油C8-C16。作为本发明的一方面，本文所述方法和重组微生物所产生的大量生产型化学品可以为现有石油精炼厂利用，用来与传统精炼方法所产生的石油产品混合。为此，如上所述，燃料生产者正寻求实质相似的低碳燃料，其可以通过现有的基础设施(精炼厂、管道、油罐)混合并分送。作为烃，根据本文的方法所产生的大量生产型化学品与衍生于石油的燃料实质相似，将温室气体排放减少超过衍生于石油的燃料的80%，并且与油气工业现有的基础设施兼容。例如，某些本文所产生的大量生产型化学品，包括例如各种C10-C12烃如2，7二甲基辛烷、2，7二甲基癸酮等，可以直接混合成精炼的石油产品，如喷气和柴油燃料。通过利用此类生物产生的大量生产型化学品作为喷气和柴油燃料的混合原料(blendstock)，精炼厂可以将温室气体排放减少超过80%。因此，本发明的某些实施方案通常涉及将生物质转化为大量生产型化学品的方法，包括从生物质获得多糖；使多糖与多糖降解或解聚途径接触，从而将多糖转化为适宜的单糖。由此类方法获得的适宜的单糖可以用于任何所需目的。例如，在某些方面，通过使适宜的单糖与生物燃料生物合成途径接触(无论其是作为重组微生物的一部分、体外酶促或化学途径或其组合)，从而将单糖转化为大量生产型化学品，可以将适宜的单糖转化为大量生产型化学品(如生物燃料)。在其它方面，在产生大量生产型化学品如生物燃料时，本文所述，适宜的单糖可以直接从任何可用的来源获得，并通过使适宜的单糖与生物燃料生物合成途径接触，将其转化为大量生产型化学品。除了对本领域技术人员显而易见的其它用途外，此类生物燃料可以随后与精炼的石油产品如喷气和柴油燃料直接混合，以产生富大量生产型化学品的精炼的石油产品。定义除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语具有与本发明所属
技术领域：
的普通技术人员的通常理解相同的涵义。尽管与本文所述方法和材料相似或等同的任何方法和材料都可以用于实践或检验本发明，但是描述了优选的方法和材料。出于本发明的目的，下面定义了下列术语。本文引用的所有参考文献通过引用全文并入。冠词“一个(a)和一个(an)”在本文中用于表示物品的一个或多个(即至少一个)语法客体。作为实例，“一个元件”意指一个或多个元件。“约”意指比参照量、水平、值、数目、频率、百分比、尺度、大小、数量、重量或长度变化差不多30%、25%、20%、25%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或的量、水平、值、数目、频率、百分比、尺度、大小、数量、重量或长度。术语“生物活性片段”当用于参照多核苷酸或多肽序列的片段时，指具有至少约0.1%,0.5%,1%>2%,5%,10%,12%,14%,16%,18%,20%,22%,24%,26%,28%,30%,35%,40%,45%,50%,55%,60%,65%,70%,75%,80%,85%,90%,95%,96%,97%,98%,99%UOO%UlO%,120%,150%,200%,300%A00%>500600%,700%,800%、900%、1000%或更多的参照序列活性的片段。术语“参照序列”通常指具有本文所述生物活性的任何酶(如糖脱氢酶、醇脱氢酶、脱水酶、裂解酶、转运蛋白、脱羧酶、水解酶等)的核酸编码序列或氨基酸序列，如“野生型”序列，包括例如SEQIDNOS1-144和308-313所示的参照序列。参照序列也可以包括本文所述序列的天然存在的功能变体(即直系同源物(ortholog)或同源物)。包括在本发明范围内的是，长至少约18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、500、600或更多(包括其间所有整数)的邻接(contiguous)核苷酸或氨基酸残基的生物活性片段，其包含或编码具有参照多核苷酸或多肽的酶促活性的多肽。代表性生物活性片段通常参与相互作用，例如分子内或分子间相互作用。分子间相互作用可以是特异性结合相互作用或酶促相互作用。酶促相互作用或活性的实例包括，除了本文所述的以夕卜，糖脱氢酶活性、醇脱氢酶活性、脱水酶活性、裂解酶活性、转运蛋白活性、异构酶活性、激酶活性。生物活性片段通常包含一个或多个本文所述和本领域已知的活性位点或酶促/结合基序。“编码核酸”意指有助于基因多肽产物密码的任何核酸序列。相反，术语“非编码序列”意指不能有助于基因多肽产物密码的任何核酸序列。在本文说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包含(comprise)”、“包含(comprises)”以及“包含(comprising)”应理解为意味着包括所述步骤或元件或步骤组或元件组，但不排除任何其它步骤或元件或步骤组或元件组。“由......组成”意指包括并限于短语“由......组成”后接的那些。因此，短语“由......组成”表示，所列元件是所需的或强制性的，且可以不存在其它元件。“基本上由......组成”意指包括该短语后所列的任何元件，并限于不干扰或有助于所列元件公开内容中所指的活性或作用的其它元件。因此，短语“基本上由......组成”表示，所列元件是需要的或强制性的，但其它元件是任选的，并且可以存在于或可以不存在，取决于它们是否影响所列元件的活性或作用。术语“互补”和“互补性”意指碱基配对法则相关的多核苷酸(即核苷酸序列)。例如，序列“A-G-T”与序列“T-C-A”互补。互补性可以是“部分的”，其中仅一些核酸碱基根据碱基配对法则匹配。或者，核酸间存在“完全的”或“全部的”互补性。核酸链间互补性的程度显著影响核酸链间杂交的效率和长度。“对应于(correspondto)”或“对应于(correspondingto)”意指(a)具有核苷酸序列的多核苷酸，该核苷酸序列与参照多核苷酸序列的全部或部分基本上同一或互补，或编码与肽或蛋白的氨基酸序列同一的氨基酸序列的多核苷酸；或(b)具有氨基酸序列的肽或多肽，该氨基酸序列与参照肽或蛋白的氨基酸序列基本上同一。“衍生物”意指通过修饰例如通过与其它化学部分偶联或复合(如PEG化(pegylation))或通过本领域所理解的翻译后修饰技术衍生自基本序列的多肽。术语“衍生物”在其范围也包括对亲本序列(parentsequence)已做的变化，包括提供功能等同分子的添加或缺失。“酶反应条件”意指在环境中任何必需条件条件(如温度、pH、缺少抑制物质等因素)均可用，该条件允许酶发挥功能。酶反应条件可以是体外的，如在试管内，或体内的，如在细胞内。本文所用术语“功能”和“功能的”等意指生物或酶促功能。“基因”意指占据染色体上特定基因座且由转录和/或翻译调节序列和/或编码区和/或非翻译序列(即内含子、5’和3’未翻译的序列)组成的遗传单位。“同源性”指同一或构成保守取代的氨基酸的百分比数量。同源性可以利用序列比较程序测定，如GAP(Deverauxetal.，1984，NucleicAcidsResearch12，387-395)，在此通过引用将其并入。以此方式，可以通过将空位插入比对中，比较与本文所述的那些具有相似或实质不同长度的序列，所述空位的确定例如通过GAP所用比较算法。术语“宿主细胞”包括个体细胞或细胞培养物，其可以是或已是本发明的任何重组载体或分离的多核苷酸的受体。宿主细胞包括单个宿主细胞的子代，以及该子代可以由于自然的、偶然的或蓄意的突变或变化而不必与最初的亲代细胞完全相同(在形态或总DNA互补物方面)。宿主细胞包括用本发明的重组载体或多核苷酸体内或体外转染、转化或感染的细胞。包含本发明的重组载体的宿主细胞，是重组宿主细胞、重组细胞或重组微生物。“分离的”意指实质或基本上游离于在其天然状态时通常伴随它的组分的材料。例如，本文所用“分离的多核苷酸”指已从在天然存在状态时位于其侧翼的序列中纯化的多核苷酸，如已从序列中去除的DNA片段，该序列通常邻近所述片段。可选地，本文所用“分离的肽”或“分离的多肽”等指肽或多肽分子从其天然细胞环境中和从与细胞其它组分的结合中体外分离和/或纯化，即其与体内物质无结合。“增加的”或“增加”意指与对照微生物如未修饰的微生物或差异修饰的微生物相比，一种或多种微生物产生更大量给定产物或分子(如大量生产型化学品、生物燃料或其中间产物)的能力。“增加的”量通常是“统计上显著的”量，并且可以包括未修饰微生物或差异修饰的微生物所产生量的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、30或更多倍数(包括其间所有整数和小数点，如1.5,1.6、1.7、1.8等)。“获得自，，意指样品如多核苷酸提取物或多肽提取物分离自或衍生于特定来源，如期望的生物，通常是期望的微生物。“获得自”也可以指多核苷酸或多肽序列分离自或衍生于特定生物或微生物的情况。例如，编码苯甲醛裂解酶的多核苷酸序列可以分离自多种原核或真核微生物，如假单胞菌(Pseudomonas)。本文所用术语“可操作连接的”意指将基因置于启动子的调节控制下，该启动子随后控制该基因的转录和任选的翻译。在构建异源启动子/结构基因组合时，通常优选距离基因转录起始位点一定的距离放置基因序列或启动子，所述距离与该基因序列或启动子和其处于天然环境中时控制的基因间的距离大致相同；即衍生基因序列或启动子的基因。本领域已知，可以容纳这种距离的某些变化而不丢失功能。相似地，与待置于其控制下的异源基因有关的调节序列元件的优选定位受其天然环境中元件的定位限制；即衍生它的基因。“组成型启动子”通常在大多数条件下是有活性的，即启动子转录。“诱导型启动子”通常在某些条件下是有活性的，如在存在给定的分子因子(如IPTG)或给定的环境条件(如CO2浓度，营养水平、光、热)下。在缺少该条件时，诱导型启动子通常不允许显著的或可测量水平的转录活性。本文所用的叙述“多肽”或“核酸”命名为mRNA、RNA、cRNA、rRNA、cDNA或DNA。该术语通常指长度至少为10个碱基的核苷酸(即核糖核苷酸或脱氧核糖核苷酸或核苷酸的任一类型的修饰形式)的聚合形式。该术语包括单链或双链形式的DNA。本领域技术人员应当理解，本发明的多核苷酸序列包括基因组序列、基因组外和质粒编码的序列以及较小的工程化基因片段，其表达或可适用于表达蛋白、多肽、肽等。此类片段可以天然分离或人工合成修饰。多核苷酸可以是单链的(编码或反义)或双链的，并且可以是DNA(基因组的、cDNA或合成的)或RNA分子。其它编码或非编码序列可以但非必须存在于本发明的多核苷酸内，且多核苷酸可以但非必须与其它分子和/或支持材料连接。多核苷酸可以包含天然序列(即内源序列)，或可以包含此类序列的变体或生物功能等同物。多核苷酸变体可以含有一个或多个取代、添加、缺失和/或插入，如下文所进一步描述的，优选地以致编码的多肽的酶促活性相对于未修饰的多肽未实质减少，且优选地以致编码的多肽的酶促活性相对于未修饰的多肽得到改善(如优化)。对编码的多肽的酶促活性的影响通常可按下文所述进行评价。本发明的多核苷酸，不管其编码序列自身的长度如何，都可以与其它DNA序列结合，如启动子、多聚腺苷化信号、其它限制酶位点、多克隆位点、其它编码片段等，以致其全长可以进行相当的变化。因此所考虑的是，可以使用几乎任何长度的多核苷酸片段，其总长优选受到制备的便利性和意欲的重组DNA实验方案使用的便利性的限制。术语“多核苷酸变体”和“变体”等指表现出与本文所述的任何参照多核苷酸序列或基因的实质序列同一性的多核苷酸，并指在下文限定的和本领域已知的低严格性、中等严格性、高严格性或很高的严格性条件下，与本文所述的任何多核苷酸参照序列或本文所述的任何基因或蛋白的任何多核苷酸编码序列杂交的多核苷酸。这些术语也包括通过至少一个核苷酸的添加、缺失或取代而不同于参照多核苷酸的多核苷酸。因此，术语“多核苷酸变体”和“变体”包括其中已添加、缺失一个或多个核苷酸或一个或多个核苷酸被不同的核苷酸取代的多核苷酸。因此，本领域充分理解的是，可以对参照多核苷酸进行包括突变、添力口、缺失以及取代在内的某些改变，由此，改变的多核苷酸保持参照多核苷酸的生物功能或活性，或活性相对于参照序列已增加(即优化)。多核苷酸变体包括例如，与本文所述参照多核苷酸具有至少50%(和至少51%-至少99%以及其间所有整数百分比)序列同一性的多核苷酸。术语“多核苷酸变体”和“变体”也包括编码这些酶的天然存在的等位基因变体。天然存在的变体的实例包括等位基因变体(同一基因座)、同源物(不同基因座)以及直系同源物(不同生物)。诸如这些的天然存在的变体可以利用熟知的分子生物学技术鉴定和分离，包括，例如本领域所知的各种聚合酶链式反应(PCR)和基于杂交的技术。天然存在的变体可以从编码一个或多个具有本文所述的适宜的酶促活性(如C-C连接酶、二醇脱氢酶、果胶酸裂解酶、藻酸盐裂解酶、二醇脱水酶、转运蛋白等)的基因的任何生物分离。非天然存在的变体可以通过诱变技术制备，所述诱变技术包括应用于多核苷酸、细胞或生物的诱变技术。变体可以含有核苷酸取代、缺失、颠换以及插入。变异可以发生于编码区和非编码区两者或者两者之一中。在某些方面，非天然存在的变体可以已经优化用于给定的微生物(如大肠杆菌)中，所述优化如通过基因工程化和筛选活性、稳定性或任何其它期望的特征增加的酶。变异既可以产生保守氨基酸取代也可以产生非保守氨基酸取代(与最初编码的产物相比)。对于核苷酸序列而言，保守变体包括由于遗传密码的简并性编码参照多肽的氨基酸序列的序列。变异的核苷酸序列也可以包括以合成方式衍生的核苷酸序列，如通过例如使用定点诱变所产生的但仍然编码生物活性多肽的核苷酸序列。通常，特定参照核苷酸序列的变体，与该特定核苷酸序列具有至少约30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%，通常至少约75%、80%、85%、90%至95%或更多、甚至约97%或98%或更多的序列同一性，这可由本文其它部分所述的序列比对程序利用缺省参数进行测定。本文所述术语“在低严格性、中等严格性、高严格性或很高的严格性条件下杂交”描述了杂交和洗涤的条件。进行杂交反应的指南可见于Ausubeletal.,"CurrentProtocolsinMolecularBiology(现代分子生物学实验技术)”，JohnWiley&SonsInc,1994-1998，第6.3.1-6.3.6部分。水性和非水性方法描述与该参考文献中，并且也可以使用。本文中“低严格性”条件的涵义包括并包含用于42°C下杂交的至少约ν/ν-至少约15%ν/ν的甲酰胺和至少约IM-至少约2Μ的盐，以及用于42°C下洗涤的至少约IM-至少约2M的盐。低严格性条件也可以包括用于65°C下杂交的牛血清白蛋白(BSA)UmMEDTA、0.5丽aHP04(pH7.2)、7%SDS，以及用于在室温下洗涤的⑴2XSSC、0.1%SDS；或(ii)0.5%BSAUmMEDTA、40mMNaHPO4(pH7.2),5%SDS0低严格性条件的一个实施方案包括在6X氯化钠/柠檬酸钠(SSC)中、约45°C下杂交，随后在0.2XSSC、0.SDS中，至少50°C下，进行两次洗涤(对于低严格性条件而言，洗涤的温度可以增加到55°C)。“中等严格性”条件包括和包含用于在42°C下杂交的至少约16%ν/ν-至少约30%ν/ν的甲酰胺和至少约0.5Μ-至少约0.9Μ的盐，和用于在55°C下洗涤的至少约0.IM-至少约0.2M的盐。中等严格性条件也可以包括用于在65°C下杂交的牛血清白蛋白(BSA)、ImMEDTA、0.5MNaHPO4(pH7.2),7%SDS，和用于60_65°C下洗涤的(i)2XSSC、0.1%SDS；或(ii)0.5%BSAUmMEDTA、40mMNaHPO4(pH7.2),5%SDS0中等严格性条件的一个实施方案包括在6XSSC中、约45°C下杂交，随后在0.2XSSC、0.1%SDS中，60°C下，进行一次或多次洗涤。“高严格性”条件包括和包含用于在42°C下杂交的至少约31%ν/ν-至少约50%ν/ν的甲酰胺和约0.OlM-约0.15Μ的盐，和用于在55°C下洗涤的约0.OlM-约0.02M的盐。高严格性条件也可以包括用于在65°C下杂交的BSAUmMEDTA、0.5MNaHPO4(pH7.2)、7%SDS，和用于在高于65°C的温度下洗涤的(i)0.2XSSC、0.1%SDS；或(ii)0.5%BSA,ImMEDTA、40mMNaHPO4(pH7.2)、1%SDS。高严格性条件的一个实施方案包括在6XSSC中、约45°C下杂交，随后在0.2XSSC、0.1%SDS中，65°C下，进行一次或多次洗涤。“很高的严格性”条件的一个实施方案包括在0.5M磷酸钠、7%SDS中，65°C下杂交，随后在0.2XSSC、1%SDS中，65°C下，进行一次或多次洗涤。其它严格性条件在本领域内是熟知的，且本领域技术人员应当认识到，可以操作使用各种因素，优化杂交的特异性。最终洗涤的严格性的优化，可以用来确保高程度杂交。对于详细的实例，参阅Ausubeletal.(同上)的第2.10.1-2.10.16页和Sambrooketal.，CurrentProtocolsinMolecularBiology(现代分子生物学实验技术)(1989)的第1.101-1.104部分。尽管通常在约42°C_68°C下进行严格洗涤，但本领域技术人员应当理解，其它温度也可以适于严格条件。最大杂交速率于通常在低于形成DNA-DNA杂合体的Tm约20°C-25°C下发生。本领域已充分了解的是，^是解链温度或两条互补多核苷酸序列解离的温度。推测Tm的方法在本领域内是熟知的(参阅Ausubeletal.(同上)，第2.10.8页)。通常，完美匹配的DNA双链体的Tm的近似值可以通过公式预测Tm=81.5+16.6(Iog10M)+0.41(%G+C)-0.63(%甲酰胺)-(600/长度)，其中M是Na+的浓度，优选范围为0.01-0.4摩尔；％G+C是鸟苷和胞嘧啶碱基之和与碱基总数的百分比，其范围为30%-75%G+C；%甲酰胺是按体积计的甲酰胺浓度百分比；长度是DNA双链体中碱基对的数目。随着随机错配碱基对数量每增加1%，双链体DNA的Tm即降低约1°C。洗涤对于高严格性而言，通常在Tm-15°C下进行，或对于中等严格性而言，在1^301下进行。在杂交方法的一个实例中，将含有固定化DNA的膜(如硝酸纤维素膜或尼龙膜)在含有标记的探针的杂交缓冲液(50%去离子剂甲酰胺、5XSSC、5XReinhardt溶液(0.1%fecal,0.1%聚乙烯吡咯烷酮以及0.牛血清白蛋白)、0·1%SDS以及200mg/mL变性的鲑鱼精子DNA)中、42°C下杂交过夜。随后将膜进行两次依次中等严格性洗涤(即45°C下2XSSC、0.1%SDS中15分钟，随后50°C下2XSSC、0.1%SDS中15分钟)，随后两次依次更高的严格性洗涤(即55°C下0.2XSSC、0.SDS中12分钟，随后65_68°C下0.2XSSC和0.1%SDS溶液中12分钟)。利用多种本领域内已知的和可用的良好建立的技术中的任何技术，可以制备、操作和/或表达多核苷酸和其融合物。例如，编码本发明的多肽、其融合蛋白或功能等同物的多核苷酸，可以用于重组DNA分子中，指导所选择的酶在适当的宿主细胞中表达。由于遗传密码的固有简并性，也可以产生编码实质上相同或功能等同氨基酸序列的其它DNA序列，且这些序列也可以用来克隆和表达给定的多肽。本领域技术人员应当理解的是，产生拥有非天然存在的密码子的编码多肽的核苷酸序列，在某些情况下可以是有利的。例如，特定原核或真核宿主偏爱的密码子可以经选择以增加蛋白表达的速率，或产生具有期望的特性的重组RNA转录物，所述特性如比由天然存在的序列所产生的转录物更长的半衰期。此类核苷酸通常称为“密码子优化的”。任何本文所述的核苷酸序列可以用于此类“密码子优化的”形式。例如，来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶的核苷酸编码序列可以进行密码子优化，用于在大肠杆菌中表达。而且，本发明的多核苷酸序列可以利用本领域通常所知的方法进行工程化，以便出于多种原因改变多肽编码序列，所述原因包括但不限于修饰基因产物的克隆、加工、表达和/或活性的改变。为了表达期望的多肽，可以将编码多肽的核苷酸序列或其功能等同物插入适当的表达载体中，即含有插入的编码序列的转录和翻译所需的元件的载体。可以用本领域技术人员熟知的方法构建含有编码目的多肽的序列和适当的转录及翻译控制元件的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、合成技术以及体内基因重组。此类技术描述于Sambrooketal.，MolecularCloning,ALaboratoryManual(分子克隆，实验室手册)(1989)和Ausubeletal.,CurrentProtocolsinMolecularBiology(1989)中。“多肽”、“多肽片段”、“肽”以及“蛋白”在本文中交换使用，指氨基酸残基的多聚体，并且指其变体和合成的类似物。因此，这些术语适用于氨基酸多聚体，其中一个或多个氨基酸残基是合成的非天然存在的氨基酸，如相应的、天然存在的氨基酸的化学类似物，以及适用于天然存在的氨基酸多聚体。在某些方面，多肽可以包括酶促多肽或“酶“，其常催化各种化学反应(即增加其速率)。多肽“变体”这一叙述指通过至少一个氨基酸残基的添加、缺失或取代而不同于参照多肽序列的多肽。在某些实施方案中，多肽变体通过一个或多个取代不同于参照序列，该取代可以是保守的或非保守的。在某些实施方案中，多肽变体包含保守取代，因此，本领域充分理解的是，某些氨基酸可以变成具有广泛相似特性的其它氨基酸，而不改变多肽的活性特性。多肽变体也包括其中已添加、缺失一个或多个氨基酸或一个或多个氨基酸被不同氨基酸残基取代的多肽。本发明考虑到具有本文所述任何酶促活性的全长多肽的变体、这些全长多肽的截短的片段、截短的片段的变体以及其相关的生物活性片段在本文所述方法中的使用。通常，多肽的生物活性片段可参与相互作用，例如，分子内或分子间相互作用。分子间相互作用可以是特异性结合相互作用或酶促相互作用(如相互作用可以是瞬时的和形成或打开共价键)。具有本文所述酶促活性的多肽/酶的生物活性片段包括这样的肽，该肽包含与(推断的)全长参照多肽序列的氨基酸序列充分相似或由其衍生的氨基酸序列。通常生物活性片段包含具有至少一个酶促活性的结构域或基序，并且可以包括各种活性结构域中的一个或多个(且在某些情况下，所有的结构域)。酶的生物活性片段可以是多肽片段，其例如为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、220、240、260、280、300、320、340、360、380、400、450、500、600或更多(包括其中的整数)个参照多肽序列的邻接氨基酸。在某些实施方案中，生物活性片段包含保守的酶促序列、结构域或基序，如本文其它地方所述和本领域所知的。适宜的是，生物活性片段的活性不低于衍生它的野生型多肽活性的约1%、10%、25%、50%。术语“外源的”通常指不天然存在于野生型细胞或生物中、但通常通过分子生物学技术引入细胞即进行基因工程产生重组微生物的多核苷酸序列或多肽。“外源”多核苷酸的实例包括编码期望的蛋白或酶的载体、质粒和/或人造核酸构建体。术语“内源的”通常指可以见于给定的野生型细胞或生物中的天然存在的多核苷酸序列或多肽。例如，某些天然存在的细菌或酵母种类通常不含有苯甲醛裂解酶基因，因而不包含编码苯甲醛裂解酶的“内源”多核苷酸序列。因此，还应指出，尽管生物可以包含给定多核苷酸序列或基因的内源拷贝，但是引入编码该序列的质粒或载体以便例如过表达所编码蛋白或调节所编码蛋白的表达，表示该基因或多核苷酸序列的“外源”拷贝。任何本文所述的途径、基因或酶，都可以利用或依赖“内源”序列，或可以被提供而作为一个或多个“外源”多核苷酸序列，和/或可以根据已含于给定微生物内的内源序列来使用。“重组”微生物通常包含一个或多个外源核苷酸序列，如在质粒或载体中的外源核苷酸序列。本文所用的“序列同一性”这一叙述，或者例如包括“与......50%同一的序列”，指在比较窗中基于核苷酸与核苷酸或者氨基酸与氨基酸的序列同一程度。因此“序列同一性百分比”的计算可以通过以下进行在比较窗内比较最佳比对的序列，测定在两条序列中均存在同一核酸碱基(如A、T、C、G、I)或同一氨基酸残基(如Ala、Pr0、Ser、Thr、Gly、Val、Leu、Ile、Phe、Tyr、Trp、Lys、Arg、His、Asp、Glu、Asn、Gln、Cys以及Met)的位置的数量，以产生匹配位置的数量，以匹配位置的数量除以比较窗中位置的总数(即窗口大小)，以及以100乘以所得结果，获得序列同一性百分比。用于描述两个或更多个多核苷酸或多肽间序列关系的术语包括“参照序列”、“比较窗”、“序列同一性”、“序列同一性百分比”以及“实质同一性”。“参照序列”是长至少12但经常是15-18且通常至少25的单体单元(monomerunit)，所述单体单元包括核苷酸和氨基酸残基。因为两个多核苷酸中每一个都可以包含(1)在两个多核苷酸间相似的序列(即仅是完整多核苷酸序列的一部分)，和(2)在两个多核苷酸间背离的序列，两个(或更多个)多核苷酸间的序列比较通常通过在“比较窗”内比较两个多核苷酸的序列以鉴定和比较序列相似性的局部区域来进行。“比较窗”指至少6个邻接位置、经常为约5-约100、更经常为约100-约150个位置的概念片段，其中在两个序列最佳比对后，将序列与相同数目的邻接位置的参照序列进行比较。为了对两个序列进行最佳比对，与参照序列(其不包含添加或缺失)相比，比较窗可以包含约20%或更少的添加或缺失(即空位)。用于比对比较窗的序列的最佳比对可以通过以下进行通过算法(Wisconsin遗传学软件包版本7.0(WisconsinGeneticsSoftwarePackageRelease7·0)中的GAP、BESTFIT、FASTA以及TFASTA，GeneticsComputerGroup,575ScienceDriveMadison,WI,USA)的计算机化执行，或者通过检查和所选的各种方法中的任何方法所产生的最佳比对(即在比较窗内产生同源性的最高百分比)。也可以参照BAST程序家族，如Altschuletal.，1997，Nucl.AcidsRes.25:3389所公开的。序列分析的详细讨论可见于Ausubeletal.,"CurrentProtocolsinMolecularBiology”，JohnWiley&Sonslnc,1994-1998，15章的19.3单元。“转化”通常指细胞中永久的、可遗传的改变，其是由外源DNA摄取和并入宿主细胞基因组所致；还由外源基因从一种生物转移至另一种生物的基因组所致。“载体”意指由可以插入或克隆入多核苷酸的质粒、噬菌体、酵母或病毒衍生的多核苷酸分子，优选DNA分子。载体优选含有一个或多个独特的限制位点，并且能在限定的宿主细胞中自主复制，所述宿主细胞包括靶细胞或组织或其祖细胞或组织，或可与限定的宿主的基因组整合，从而克隆的序列是可再生的。因此，载体可以是自主复制载体，即作为染色体外实体存在的载体，其复制独立于染色体复制，如线性或闭环质粒、染色体外元件、微型染色体或人工染色体。载体可以含有确保自我复制的任何装置。可选地，载体可以是这样的载体当其引入宿主细胞时，其整合于基因组并与其整合的染色体一起复制。此类载体可以包含允许重组到宿主染色体特定、所需位点的特异性序列。载体系统可以包含单个载体或质粒、两个或更多个载体或质粒，它们共同含有待引入宿主细胞基因组的总DNA，或转座子。载体的选择通常取决于载体与待引入载体的宿主细胞的相容性。在本发明中，载体优选是在细菌细胞如蓝细菌细胞中可操作地发挥功能的载体。载体可以包含诸如绿色荧光蛋白(GFP)的报告基因，其可以同框(inframe)融合于一个或多个编码的多肽，或单独表达。载体也可以包括可用于选择适宜的转化体的选择标志物如抗生素抗性基因。术语“野生型”和“天然存在的”可交换使用，指具有从天然存在的来源分离时的该基因或基因产物特征的基因或基因产物。野生型基因或基因产物(如多肽)是在群体中非常频繁地观察到并且因而可以任意设计为基因的“正常”或“野生型”形式的基因或基因产物。“生物质”的实例包括水生或海洋生物质、基于果实的生物质如果实废弃物，以及基于蔬菜的生物质，如蔬菜废弃物等。水生或海洋生物质的实例包括但不限于海藻、巨藻、海藻、藻类、海洋微生物区系、微藻类、海草等。在某些方面，生物质不包括碳的化石化来源，如通常发现于地壳的顶层内的烃(如天然气、由几乎纯的碳组成的非挥发材料，如无烟煤坐、寸乂O果实和/或蔬菜生物质的实例包括但不限于，果胶的任何来源，如植物皮和渣，包括柑橘(citrus)、橙子(orange)、柚子、马铃薯、番茄、葡萄、芒果、醋栗、胡萝卜、甜菜以及苹果等。生物质的多糖、寡糖、单糖或其它糖类组分的实例包括但不限于，藻酸盐、琼脂、角叉菜聚糖、岩藻依聚糖、果胶、葡糖酸盐、甘露糖醛酸盐、甘露醇、来苏糖、纤维素、半纤维素、甘油、木糖醇、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、木聚糖、甘露聚糖、阿拉伯聚糖、阿拉伯糖、葡糖醛酸盐、半乳糖醛酸盐(包括二和三半乳糖醛酸盐)、鼠李糖等。藻酸盐衍生的多糖的某些实例包括饱和的多糖，如β-D-甘露糖醛酸盐、α-L-葡糖酸盐、二藻酸盐(dialginate)、三藻酸盐(trialginate)、五藻酸盐(pentalginate)、六藻酸盐(hexalginate)、七藻酸盐(h印talginate)、八藻酸盐(octalginate)、九藻酸ik(nonalginate)>+^SIik(nondecalginate)>^一(undecalginate)>盐(dodecalginate)和多聚藻酸盐，以及不饱和多糖，如4_脱氧-L-赤(erythro)-5_己酮醣酸酸(hexoseuloseuronicacid)、4_(4_脱氧-β-D-mann-4_enuronosyl)-D-甘露糖醛酸盐或L-葡糖酸盐、4-(4-脱氧-β-D-mann-4-enuronosyl)-二藻酸盐、4-(4-脱氧-β-D-mann-4-enuronosyl)-三藻酸盐、4-(4-脱氧-β-D-mann-4-enuronosyl)-四藻酸盐、4-(4_脱氧-0-D-mann-4-enuronosyl)-五藻酸盐、4_(4_脱氧-β-D-mann-4-enuronosyl)-六藻酸盐、4-(4-脱氧-β-D-mann-4-enuronosy1)—b藻酸盐、4-(4_脱氧-0-D-mann-4-enuronosyl)-八藻酸盐、4_(4_脱氧-β-D-mann-4-enuronosy1)-九藻酸盐、4_(4-脱氧-beta-D-mann-4-enuronosy1)-十一藻酸盐以及4-(4-脱氧-β-D-mann-4-enuronosyl)-十二藻酸盐。果胶衍生的多糖的某些实例包括饱和的多糖，如半乳糖醛酸盐、二半乳糖醛酸盐、三半乳糖醛酸盐、四半乳糖醛酸盐、五半乳糖醛酸盐、六半乳糖醛酸盐、七半乳糖醛酸盐、八半乳糖醛酸盐、九半乳糖醛酸盐、十半乳糖醛酸盐、十二半乳糖醛酸盐、多聚半乳糖醛酸盐，和鼠李糖多聚半乳糖醛酸盐(rhamnopolygalacturonate)，以及饱和的多糖，如4-脱氧-L-苏式-5_hexosuloseuronate、4-(4_脱氧-α-D-gluc-4-enuronosyl)-D-半乳糖醛酸盐、4-(4_脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-二半乳糖醛酸盐、4-(4_脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-三半乳糖醛酸盐、4-(4_脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-四半乳糖醛酸盐、4-(4_脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-五半乳糖醛酸盐、4-(4_脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-六半乳糖醛酸盐、4_(4-脱氧-a-D-gluc-4-enur0n0Syl)-D-七半乳糖醛酸盐、4_(4_脱氧-a-D-gluc-4-enuronosyl)-D-八半乳糖醛酸盐、4_(4_脱氧-a-D-gluc-4-enuronosyl)-D-九半乳糖醛酸盐、4_(4_脱氧-a-D-gluc-4-enuronosyl)-D-十半乳糖醛酸盐和4_(4_脱氧-a-D-gluc-4-enuronosyl)-D-十二半乳糖醛酸盐。可以通过本文所述的微生物将这些多糖或寡糖组分转化为“适宜的单糖”或其它“适宜的糖”，如“适宜的寡糖”，所述微生物能生长于作为碳源(如唯一碳源)的此类多糖或其它糖组分上。“适宜的单糖”或“适宜的糖”通常指可以由生长于作为碳源或唯一碳源的果胶、藻酸盐或其它糖(如半乳糖醛酸盐、纤维素、半纤维素等)上的重组微生物所产生的任何糖，通常也指可以用于本发明的生物燃料生物合成途径产生烃如生物燃料或生物汽油的任何糖。适宜的单糖或寡糖的实例包括但不限于，2-酮-3-脱氧D-葡糖酸盐(KDG)、D-甘露醇、葡糖酸盐、甘露糖醛酸盐、甘露醇、来苏糖、甘油、木糖醇、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、葡糖醛酸盐(glucuronate)、半乳糖醛酸盐和鼠李糖等。如本文所述，本文所用“适宜的单糖”或“适宜的糖”可以由本发明的工程化或重组微生物产生，或可以从商业可用来源获得。本文所用“大量生产型化学品”这一叙述，包括任何销售的或适于销售的化学品，其可以直接产生或作为本文所提供方法的副产品产生，包括生物燃料和/或生物汽油。“大量生产型化学品”的一般性实例包括但不限于生物燃料、矿质、多聚体前体、脂肪醇、表面活性剂、可塑剂以及溶剂。本文所用“生物燃料”这一叙述包括至少部分衍生于生物来源如重组微生物的固体、液体或气体燃料。大量生产型化学品的实例包括但不限于，甲烷、甲醇、乙烷、乙烯、乙醇、正-丙烷、I"丙烯、ι-丙醇、丙醛、丙酮、丙酸盐、正-丁烷、ι-丁烯、ι-丁醇、丁醛、丁酸盐、异丁醛、异丁醇、2-甲基丁醛、2-甲基丁醇、3-甲基丁醛、3-甲基丁醇、2-丁烯、2-丁醇、2-丁酮、2，3_丁二醇、3-羟基-2-丁酮、2，3-丁二酮、乙苯、苯乙烯、2-苯基乙醇、苯乙醛、1-苯基丁烷、4-苯基-1-丁烯、4-苯基-2-丁烯、1-苯基-2-丁烯、1-苯基-2-丁醇、4-苯基-2-丁醇、1-苯基-2-丁酮、4-苯基-2-丁酮、1-苯基-2，3-丁二醇、1-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-苯基-3-羟基-2-丁酮、1-苯基-2，3-丁二酮、正-戊烷、乙基苯酚、乙烯基苯酚、2-(4_羟苯基)乙醇、4-羟苯基乙醛、1-(4_羟苯基)丁烷、4-(4_羟苯基)-1_丁烯、4-(4_羟苯基)-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-1-丁烯、1-(4-羟苯基)-2-丁醇、4-(4-羟苯基)-2-丁醇、1-(4-羟苯基)-2-丁酮、4-(4-羟苯基)-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇、1_(4-羟苯基)-3-羟基-2-丁酮、4-(4-羟苯基)-3-羟基-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二酮、吲哚乙烷、吲哚乙烯、2-(吲哚-3-)乙醇、正-戊烷、1-戊烯、1-戊醇、戊醛、戊酸盐、2-戊烯、2-戊醇、3-戊醇、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基戊醛、4-甲基戊醇、2，3-戊二醇、2-羟基-3-戊酮、3-羟基-2-戊酮、2，3-戊二酮、2-甲基戊烷、4-甲基-1-戊烯、4-甲基-2-戊烯、4-甲基-3-戊烯、4-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4-甲基-2，3-戊二醇、4-甲基-2-羟基-3-戊酮、4-甲基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-2，3-戊二酮、1-苯基戊烷、1-苯基-1-戊烯、1-苯基-2-戊烯、1-苯基-3-戊烯、1-苯基-2-戊醇、1-苯基-3-戊醇、1-苯基-2-戊酮、1-苯基-3-戊酮、1-苯基-2，3-戊二醇、1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1-苯基-3-羟基-2-戊酮、1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基戊烷、4-甲基-1-苯基-1-戊烯、4-甲基-1-苯基-2-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊醇、4-甲基-1-苯基-2-戊醇、4-甲基-1-苯基-3-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1-(4-羟苯基)戊烷、1-(4-羟苯基)-1_戊烯、1-(4_羟苯基)-2_戊烯、1-(4_羟苯基)-3_戊烯、1-(4_羟苯基)-2_戊醇、1-(4-羟苯基)-3-戊醇、1-(4-羟苯基)-2-戊酮、1-(4-羟苯基)-3-戊酮、1_(4-羟苯基)-2，3-戊二醇、l-(4-羟苯基)-2-羟基-3-戊酮、l-(4-羟苯基)-3-羟基-2-戊酮、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)戊烷、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊烯、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-1_戊烯、4-甲基_1_(4_羟苯基)-3-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2-戊酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)_2，3-戊二醇、4-甲基_1-(4_羟苯基)-2，3_戊二酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_羟基-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基-5-羟基癸烷、1,10-二氨基-5-癸酮、1，10-二氨基-5，6-癸二醇、1，10-二氨基-6-羟基-5-癸酮、苯乙醛、1，4_二苯基丁烷、1，4_二苯基-1-丁烯、1，4_二苯基-2-丁烯、1，4-二苯基-2-丁醇、1，4-二苯基-2-丁酮、1，4-二苯基-2，3-丁二醇、1，4-二苯基-3-羟基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4_苯基丁烷、1-(4_羟苯基)-4_苯基-1-丁烯、1-(4_羟苯基)-4-苯基-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁醇、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基)-4-苯基-3-羟基-2-丁酮、1_(吲哚-3)-4-苯基丁烷、1-(吲哚-3)-4-苯基-1-丁烯、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁烯、1_(吲哚-3)-4-苯基-2-丁醇、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁酮、1-(吲哚_3)-4-苯基-2，3-丁二醇、1_(吲哚-3)_4-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-羟苯基乙醛、1，4_二(4-羟苯基)丁烷、1，4-二(4-羟苯基)-1_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)-2_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)-2-丁醇、1，4-二(4-羟苯基)-2_丁酮、1，4_二(4-羟苯基)-2，3_丁二醇、1，4_二(4-羟苯基)_3_羟基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4-(吲哚-3-)丁烷、1-(4_羟苯基)-4-(吲哚-3)-l-丁烯、1-二(4-羟苯基)-4"(吲哚-3)-2"丁烯、1-(4-羟苯基)-4"(吲哚-3)-2-丁醇、1_(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基-4-(吲哚-3)-3-羟基-2-丁酮、吲哚-3-乙醛、1，4-二(吲哚-3-)丁烷、1，4-二(吲哚_3)_1_丁烯、1，4_二(吲哚-3)-2-丁烯、1，4-二(吲哚-3)-2-丁醇、1，4-二(吲哚_3)-2-丁酮、1，4_二(吲哚_3)-2，3-丁二醇、1，4-二(吲哚_3)-3-羟基-2-丁酮、琥珀酸半醛、己烷-1，8_二羧酸、3-己烯-1，8-二羧酸、3-羟基-己烷-1，8-二羧酸、3-己酮_1，8-二羧酸、3，4-己二醇-1，8-二羧酸、4-羟基-3-己酮-1，8-二羧酸、岩藻依聚糖、碘、叶绿素、类胡萝卜素、钙、镁、铁、钠、钾、磷酸盐等。本文所用“优化的”这一叙述，指生物活性改变的途径、基因、多肽、酶或其它分子，其例如通过多肽的氨基酸序列的遗传改变，或通过多肽周围细胞环境的改变/修饰，从而相对于原始分子或原始细胞环境(如给定多肽的野生型序列或野生型微生物)改善其功能特征。本文所述的任何多肽或酶可以任选地进行“优化”，且本文所述的任何基因或核苷酸序列都可以任选地编码优化的多肽或酶。本文所述的任何途径都可以任选地含有一种或多种“优化的”酶，或一种或多种编码优化的酶或多肽的核苷酸序列。通常，多肽、酶或其它分子改善的功能特征涉及多肽或其它分子用于生物途径(如生物合成途径、C-C连接途径)以将单糖或寡糖转化为生物燃料的适宜性。因此，某些实施方案考虑到使用“优化的”生物途径。示例性的“优化的”多肽可以在其氨基酸编码序列中含有一个或多个改变或突变(如点突变、缺失、异源序列的添加)，所述改变或突变促进给定微生物系统或微生物中表达和/或稳定性的改善，允许调控与所需底物有关的多肽活性(如诱导型或抑制活性)，调节多肽在细胞中的定位(如细胞内定位、细胞外分泌)，和/或影响有关所需底物的多肽的总活性水平(如减少或增加酶促活性)。通过改变给定微生物系统或微生物中的一个或多个途径，如改变调控“优化的”多肽或其它分子的表达(如上调)、定位和/或活性的途径，或通过改变最小化不期望的副产品产生的途径等，也可以“优化”多肽或其它分子，供与所述给定微生物系统或生物一起使用。以此方式，在改变或不改变其野生型氨基酸序列或原始化学结构的情况下，可以“优化”多肽或其它分子。根据本领域已知的技术，优化的多肽或生物途径可以通过例如直接诱变或通过所需表型的自然选择获得。在某些方面，“优化的”基因或多肽可以包含与参照(如野生型)基因或多肽的核苷酸或氨基酸序列50%-99%(包括其中的所有整数)同一的核苷酸编码序列或氨基酸序列。在某些方面，“优化的”多肽或酶的生物活性可以是参照多肽生物活性的约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、100(包括其中的所有整数和小数点，如1.2,1.3,1.4,1.5,5.5、5.6,5.7、60、70等)或更多倍。本发明的某些方面也包括根据本文所述的方法和重组微生物产生的大量生产型化学品，如生物燃料。借助放射性碳定年技术(radio-carbondatingtechniques)，此类生物燃料(如中到长链链烷)可区分于其它燃料，如传统精炼厂从粗碳源产生的燃料。例如，碳具有两个稳定的非放射性同位素碳-12(12C)和碳-13(13C)。另外，地球上存在痕量不稳定的碳-H(14C)同位素。碳-14的半衰期为5730年，如果不是宇宙射线对地球大气中的氮的持续影响产生更多这种同位素的话，这种同位素可能很久以前已经从地球上消失了。宇宙射线相互作用所产生的中子参与大气中氮分子(N2)的原子的下述核反应植物和其它光合生物通过光合作用摄入大气中的二氧化碳。因为许多植物被动物摄取，地球上每个有生命的生物，在其生活期限内，经常与其环境交换碳-14。然而，一旦生物死亡，这种交换停止，且经放射β衰减，碳-14的量随时间逐渐减少。大多数基于烃的燃料，如来自采矿作业的原油和天然气，都是古老有机物(如油原)在地质年代的压缩和加热的结果。石油的形成通常发生于烃高温分解，以高温和/或高压下多种通常吸热的反应的形式进行。今天的石油是由史前浮游动物和藻类保存的残余物形成的，这些浮游动物和藻类的残余物在无氧的条件下大量沉积于海底或湖底(另一方面，史前陆地植物的残余物趋向形成煤)。经地质时代，有机物与泥浆混合，并被埋于厚厚的沉积物层之下，导致高水平的热和压(称为岩化作用)。这个过程使有机物发生化学变化，首先变为称为油原的蜡质物质(其发现于全世界的各种油页岩内)，随后在称为退化的过程中，以更多的热，变为液态烃和气态烃。大多数衍生于原油的基于烃的燃料，在地质年代内已经历了碳-14衰减过程，因此有很少或者无可检测的碳-14。相反，本发明的活体微生物所产生的某些生物燃料所包含的碳-14水平，可和所有其它现存的生物媲美(即平衡水平)。以此方式，通过测量本发明的基于烃的生物燃料的碳-12与碳-14的比值，并将该比值与衍生于原油的基于烃的燃料进行比较，可以从结构上区分本文所提供的方法所产生的生物燃料与通常来源的基于烃的燃料。本发明的实施方案包括将多糖转化为适宜单糖的方法，包括(a)获得多糖；和(b)使多糖与重组微生物或包含此类微生物的微生物系统接触足以将多糖转化为适宜的单糖的时间，其中微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，其中裂解酶和/或水解酶任选地包含至少一个信号肽或至少一个自动转运蛋白结构域；(ii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白以及多糖转运蛋白；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶，从而将多糖转化为适宜的单糖。可选地，某些方面可以包括将多糖转化为适宜的单糖的方法，包括(a)获得多糖；和(b)使多糖与微生物系统接触足以将多糖转化为适宜的单糖的时间，其中微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因；(ii)至少一个编码和表达超通道的基因；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶，从而将多糖转化为适宜的单糖。在某些实施方案中，微生物系统或分离的微生物能利用多糖(如藻酸盐、果胶等)作为唯一碳源和/或能源而生长。“唯一碳源”通常指生长于作为给定的生长培养基中仅有碳源的给定碳源上的能力。对于藻酸盐而言，海藻干重的约50%包含各种糖组分，其中藻酸盐和甘露醇是主要的组分，两者分别对应于海藻干重的30%和15%。对于果胶而言，尽管诸如大肠杆菌的微生物通常被认为是合成生物学的宿主生物，且尽管此类微生物能代谢甘露醇，但是它们完全缺乏降解并代谢藻酸盐的能力。因此，许多实验室微生物或野生型微生物，如大肠杆菌，不能生长于作为唯一碳源的藻酸盐上。类似地同样，诸如大肠杆菌的许多生物不能降解和代谢果胶这一在许多生物废品中存在的多糖，因此，不能生长于作为唯一碳源的果胶上。因此，本发明的实施方案包括工程化微生物，如大肠杆菌，或包含此类工程化微生物的微生物系统，其能利用多糖如藻酸盐和果胶作为唯一碳源和/或能源。藻酸盐是β-D-甘露糖醛酸盐(M)和α-D-葡糖酸盐(G)(Μ和G是C5-羧基的差向异构体)的嵌段共聚物。每一藻酸盐多聚体都包含所有的M(polyM)、所有G(polyG)和/或M和G混合物(polyMG)的区域。为了利用藻酸盐产生一种或多种适宜的单糖，本发明的某些方面提供了工程化或重组微生物或微生物系统，所述微生物或微生物系统能降解藻酸盐或使其解聚，并能用它作为碳源和/或能源。作为实现此目的的一种方式，此类重组微生物可以将一组多糖降解或解聚酶如藻酸盐裂解酶(ALs)并入微生物系统。根据其催化作用的作用，Als主要分为两种不同的亚家族内-作用-(EC4.2.2.3)ALs和外-作用-(EC4.2.2.-)ALs。内-作用ALs基于其催化特异性还可以进一步分为M特异性和G特异性ALs。内-作用ALs经由β-消除机制随机切割藻酸盐，并主要将藻酸盐解聚为二糖、三糖以及四糖。在每个寡糖非还原末端的糖醛酸盐被转化为不饱和的糖醛酸盐、4-脱氧-α-L-赤式-hex-4-烯烃吡喃糖醛酸盐。外-作用ALs进一步催化这些寡糖的解聚，并释放不饱和的单糖，其可以以非酶促的方式被转化为单糖，包括α-酮酸、4-脱氧-α-L-赤式-己酮糖糖醛酸盐(DEHU)。工程化微生物系统或分离的工程化微生物的某些实施方案包括内M-作用ALs、内G-作用ALs以及外-作用ALs，以将水生或海洋生物质多糖如藻酸盐降解或解聚为单糖如DEHU。本发明的实施方案还可以包括分离自各种来源的裂解酶，如藻酸盐裂解酶，所述来源包括但不限于海洋藻类、软体动物和各种微生物，如假单胞菌属、弧菌属(Vibrio)以及鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)。许多藻酸盐裂解酶是内-作用M特异性的，几个是G特异性的，很少是外-作用的。例如，分离自鞘氨醇单胞菌(Sphingomonassp.)菌株Al的ALs包括5个内-作用ALs，即Al-I、A1-II、A1-II，、Al-III以及A1-IV，，和外作用AL即Al-IV0通常，Al-I、Al-II和Al-III的分子量分别为66kDa、25kDa和40kDa。AI-II禾口AI-III是Al-I的自剪接产物。AI-II可以是对G更特异性的，且Al-III可以是M特异性的。Al-I可以具有对M和G两者的高活性。Al-IV的分子量为约85kDa，并催化寡藻酸盐(oligoalginate)的外裂解解聚。尽管A1-II’和A1-IV’两者是A1-II和A1-IV的功能同源物，但AI-II’具有内-裂解活性并且可以不具有M或G偏好。Al-IV主要具有内裂解活性。除了这些ALs外，衍生于根癌农杆菌的外-裂解ALAtu3025具有解聚寡藻酸盐的高活性，并且可以用于本发明的某些实施方案中。某些实施方案可以将编码々1-141-11’41-1￥和Atu3025的基因并入微生物系统或分离的微生物中，并且可以包括用于适宜宿主生物如大肠杆菌的优化的密码子使用。可用于本文的藻酸盐裂解酶或寡藻酸盐裂解酶的某些实例包括，与SEQIDNOS67-68共有至少60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多的(包括其中的所有整数)序列同一性的酶或多肽，SEQIDN0S:67-68表示分离自根癌农杆菌的寡藻酸盐裂解酶Atu3025的核苷酸序列(SEQIDNO67)和多肽序列(SEQIDNO:68)。可用于本文的藻酸盐裂解酶的某些实例包括，与图37所示藻酸盐裂解酶以及灿烂弧菌的Vs24254所编码的分泌的藻酸盐裂解酶共有至少60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多的(包括其中的所有整数)序列同一性的酶或多肽。42在某些实施方案中，微生物系统或重组微生物可以经基因工程化，如通过将信号肽或自动转运蛋白结构域并入裂解酶，以向培养基分泌或展示裂解酶或藻酸盐裂解酶(ALs)。因此，通常可以理解，细菌具有至少4种不同类型的蛋白分泌机制(I、II、III以及IV型)。例如，在大肠杆菌中，II型分泌机制用于分泌重组蛋白。II型分泌机制可以包括2步过程将标有信号肽的未成熟的蛋白转位至周质部分(periplasmfraction)并将其加工成成熟蛋白，随后将其分泌至培养基。第一过程可以通过三种不同途径中的任何途径进行secB-依赖性途径、信号识别颗粒(SRP)途径或双精氨酸转位(twin-argininetranslocation,TAT)途径。重组蛋白可以分泌至周质部分。成熟蛋白的命运因蛋白的类型而各不相同。例如，某些蛋白通过扩散自发地或通过称为分泌器(secretionapparatus)的分泌物被动地分泌，所述分泌物由12-16个蛋白组成，其它的一些蛋白则留在周质部分，并最后降解。一些蛋白也可以通过自动转运蛋白器(autotransporterapparatus)分泌，如利用自动转运蛋白结构域。自动转运蛋白结构域所分泌的蛋白通常包含在转位至周质中起作用的N末端信号肽，其可以受secB或SRP途径、信使结构域和/或具有特征性β_桶状结构的C末端转位单元(UT)的介导。UT的β-桶状部分构建了跨越外膜的水性孔通道，并有助于信使结构域向培养基的转运。自动展示的信使蛋白经常受到自动转运蛋白的切割，并被释放至培养基。I型分泌机制也可以用于在大肠杆菌中分泌重组蛋白。I型分泌机制也可以用于分泌高分子量的毒素和外切酶(exoenzyme)。I型分泌机制由两个内膜蛋白(HlyB和HlyD)和一个内源外膜蛋白(TolC)组成，所述内膜蛋白是ATP结合盒(ATPbindingcassette,ABC)转运蛋白家族的成员。基于I型分泌机制的重组蛋白的分泌可以利用α-溶血素(HlyA)的C-末端区域作为信号序列。重组蛋白通过I型分泌机制可以很容易地穿过内膜、周质以及外膜。取决于本申请的各种实施方案所用的连接子和信号肽的类型，自动转运蛋白和I型分泌机制可以针对细胞表面展示机制而改变。可选地，可使用对细胞表面展示有特异性的系统。例如，在该系统中，可将靶蛋白融合于天然展示于枯草芽孢杆菌的表面上的PgsA蛋白(多聚-Y-谷氨酸合成酶复合体)。某些实施方案可以包括与I型和II型分泌机制两者所分泌的蛋白中存在的各种信号肽和/或自动转运蛋白结构域融合的裂解酶如藻酸盐裂解酶。其它实施方案可以包括与本文所述转运机制所分泌的或本领域已知的蛋白中存在的信号肽和/或自动转运蛋白结构域的任何组合融合的裂解酶如藻酸盐裂解酶。实施方案也可以包括信号肽或自动转运蛋白结构域，其经实验方式再设计后，使裂解酶如藻酸盐裂解酶向培养基的分泌最大化，也可以包括使用许多不同的融合信号肽、裂解酶和自动转运蛋白的连接子序列，所述信号肽、裂解酶和自动转运蛋白改善裂解酶的分泌或细胞表面呈递的效率。某些实施方案可以包括微生物系统或分离的微生物，所述微生物系统或分离的微生物包含糖转运蛋白，糖转运蛋白能将单糖(如DEHU)和寡糖从培养基转运至细胞溶胶，以有效利用这些单糖作为碳源和/或能源。例如，编码单糖透性酶(即单糖转运蛋白)如DEHU透性酶的基因，可以从生长于作为碳源和/或能源的多糖如藻酸盐上的细菌中分离，并且可以并入本发明微生物系统或分离的微生物的实施方案。作为其它实例，实施方案也可以包括单糖(如DEHU)转运特异性已改变的再设计的天然透性酶或转运蛋白。在这一点上，大肠杆菌含有几种能转运单糖的透性酶，其包括但不限于2_酮-3-脱氧-D-葡糖酸盐(KDG)转运蛋白的KdgTJnD-半乳糖醛酸盐和D-葡糖醛酸盐的aldohexuronates转运蛋白的ExuT，葡糖酸盐转运蛋白的GntT、GntU、GntP以及GntT，以及质子驱动的α_酮戊二酸转运蛋白的KgtP。本文所述的微生物系统或重组微生物可以包含这些透性酶中的任何透性酶，除了本领域技术人员已知的和本文未提到的透性酶外，并且也可以包括经再设计转运其它单糖如DEHU的透性酶。本发明的微生物系统或重组微生物也可以包含催化单糖(如D-甘露糖醛酸盐和D-来苏糖)从培养基向微生物的周质或细胞溶胶转运的透性酶/转运蛋白/超通道/孔蛋白。例如，可以将编码土壤气单孢菌(Aeromonas)中D-甘露糖醛酸透性酶的基因并入本文所述的微生物系统中。作为一可选的实例，微生物系统或微生物可以包含天然透性酶/转运蛋白，其经再设计改变了它们有效转运单糖如转运D-甘露糖醛酸盐和D-来苏糖的特异性。例如，大肠杆菌含有能转运单糖或糖如D-甘露糖酸盐和D-来苏糖的数种透性酶，包括2_酮-3-脱氧-D-葡糖酸(KDG)转运蛋白的KdgT，诸如D-半乳糖醛酸盐和D-葡糖醛酸盐的aldohexuronates的转运蛋白的ExuT，葡糖酸/果糖酮酸(fructuronate)转运蛋白的GntPTU,葡糖苷酸转运蛋白的uidB，L-海藻糖转运蛋白的fucP，半乳糖转运蛋白的galP，乙醇酸转运蛋白的yghK，D-半乳糖酸转运蛋白的dgoT，己糖磷酸盐转运蛋白的uhpT，乳清酸/柠檬酸转运蛋白的dctA，葡糖酸盐转运蛋白的gntUT，麦芽糖转运蛋白的malEGF=D-阿洛糖酸盐转运蛋白的alsABC，L_艾杜糖酸/D-葡糖酸转运蛋白的idnT，质子驱动的α-酮戊二酸转运蛋白的KgtP，乳糖/半乳糖转运蛋白的lacY，D-木糖转运蛋白的xylEFGH，L-阿拉伯糖转运蛋白的araEFGH，以及D-核糖转运蛋白的rbsABC。在某些实施方案中，微生物系统或重组微生物可以包含上文所述的透性酶或转运蛋白，包括经再设计或优化改善某些单糖如D-甘露糖醛酸盐、DEHU以及D-来苏糖的转运的透性酶或转运蛋白。某些方面可以使用包含“超通道”的重组微生物，通过所述超通道，水生或海洋生物质多糖，如藻酸盐多聚体，或果实或蔬菜生物质，如果胶多聚体，可以直接并入细胞溶胶，并在微生物系统中降解。例如，一组特征为鞘氨醇单胞菌的细菌能广泛降解对环境有害的化合物，如多氯多环芳香物族化合物(polychlorinatedpolycyclicaromatics)(二噁英)。这些细菌在其细胞表面含有特征性的巨大褶状分子。因此，某些鞘氨醇单胞菌具有特征为“超通道”的结构，该结构能使细胞直接摄取大分子。作为包含超通道微生物的一特定实例，鞘氨醇单胞菌菌株Al通过超通道直接并入多糖如藻酸盐。此类超通道可由外膜上的小窝(pit)(如AlgR)、周质中的藻酸盐结合蛋白(如AlgQl和AlgQ2)以及ATP-结合盒(ABC)转运蛋白(如AlgMl、AlgM2以及AlgS)组成。所并入的多糖，如藻酸盐，可很容易地通过裂解酶如细胞溶胶中所产生的藻酸盐裂解酶解聚。因此，某些实施方案可以并入编码超通道的基因(如ccpA、algS、algMl、algM2、algQUalgQ2)，以将这种能力引入微生物系统或重组微生物。其它实施方案可以包括诸如亚北极鞘氨醇单胞菌(Sphingomonassubarctica)IFO16058τ的微生物，该微生物容纳含有编码超通道的基因的质粒，并且利用海洋或水生生物质多糖如藻酸盐作为碳源和/或能源的能力已获得显著改善。某些重组微生物可以使用这些含于亚北极鞘氨醇单胞菌IFO16058τ内的编码超通道的质粒序列。可以用于本文中的藻酸盐ABC转运蛋白的某些实例包括，ABC转运蛋白Atu3021、Atu3022、Atu3023、Atu3024、algMl、algM2、AlgQUAlgQ2、AlgS、0G2516_05558、0G2516_05563、0G2516_05568以及0G2516_05573，包括其功能变体。除其它的以外，可用于本文中的藻酸盐同向转运蛋白的某些实例可以包括，同向转运蛋白V12B01_24239和V12B01_24194，包括其变体。藻酸盐孔蛋白的一个其它实例包括V12B01_24269和其变体。如上文所述，某些实施方案可以包括重组微生物，其包含一种或多种单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶。就单糖脱氢酶而言，某些微生物系统或重组微生物可以并入将各种单糖(如DEHU、甘露糖醛酸盐)还原为适宜生物燃料生物合成的单糖如2_酮-3-脱氧-D-葡糖酸盐(KDG)或D-甘露醇的酶。此类示例性的酶包括，例如，DEHU脱氢酶和甘露糖醛酸脱氢酶(除了具有DEHU脱氢酶和/或甘露糖醛酸脱氢酶活性的各种醇脱氢酶外，如从根癌农杆菌C58分离的新的ADHl至ADH12酶(参阅例如SEQIDNOS69-92))。对于ADHl至ADH12酶的更多详情，SEQIDNO69表示从根癌农杆菌C58分离的ADHlAtul557的核苷酸序列，SEQIDNO:70表示其多肽序列。SEQIDNO:71表示从根癌农杆菌C58分离的ADH2Atu2022的核苷酸序列，SEQIDNO:72表示其多肽序列。SEQIDNO73表示从根癌农杆菌C58分离的ADH3Atu0626的核苷酸序列，SEQIDNO74表示其多肽序列。SEQIDNO:75表示从根癌农杆菌C58分离的ADH4Atu5240的核苷酸序列，SEQIDNO:76表示其多肽序列。SEQIDNO:77表示从根癌农杆菌C58分离的ADH5Atu3163的核苷酸序列，SEQIDNO:78表示其多肽序列。SEQIDNO:79表示从根癌农杆菌C58分离的ADH6Atu2151的核苷酸序列，SEQIDNO:80表示其多肽序列。SEQIDNO:81表示从根癌农杆菌C58分离的ADH7Atu2814的核苷酸序列，SEQIDNO:82表示其多肽序列。SEQIDNO:83表示从根癌农杆菌C58分离的ADH8Atu5447的核苷酸序列，SEQIDNO:84表示其多肽序列。SEQIDNO:85表示从根癌农杆菌C58分离的ADH9Atu4087的核苷酸序列，SEQIDNO:86表示其多肽序列。SEQIDNO87表示从根癌农杆菌C58分离的ADHlOAtu4289的核苷酸序列，SEQIDNO:88表示其多肽序列。SEQIDNO:89表示从根癌农杆菌C58分离的ADHllAtu3027的核苷酸序列，SEQIDNO:90表示其多肽序列。SEQIDNO:91表示从根癌农杆菌C58分离的ADH12Atu3026的核苷酸序列，SEQIDNO:92表示其多肽序列。具有脱氢酶活性的酶的其它实例包括，Atu3026、Atu3027、0G2516_05543、0G2516_05538以及V12B01_24244。本发明的微生物和方法也可以利用这些氢化酶的生物活性片段和变体，包括其优化的变体。作为另一个实例，利用藻酸盐作为唯一碳源和能源而生长的假单胞菌包含DEHU氢化酶，该酶使用NADPH作为辅因子，当溶液中存在NADP+时更稳定，并且在环境pH下有活性。因此，本文所述的微生物系统或重组微生物的某些实施方案可以并入编码衍生于或获得自各种微生物的氢化酶如DEHU或甘露糖醛酸氢化酶的基因，其中这些微生物能生长于作为碳源和/或能源的多糖如藻酸盐或果胶上。某些实施方案可以并入微生物系统或分离的微生物的组分，所述微生物系统或分离的微生物能有效生长于作为碳源和能源的单糖如D-甘露糖醛酸盐或D-来苏糖上。例如，气单孢菌和产气气杆菌(Aer0bacteraer0genes)PRL-R3包含编码单糖脱氢酶的基因，所述酶如D-甘露糖醛酸氢化酶和D-来苏糖异构酶。因此，某些微生物系统或重组微生物可以包含单糖脱氢酶，如来自气单孢菌、产气气杆菌PRL-R3或各种其它适宜的微生物的D-甘露糖醛酸氢化酶和D-来苏糖异构酶，所述适宜的微生物包括能生长于作为碳源和能源的D-甘露糖醛酸盐或D-来苏糖上的微生物。某些实施方案可以包括将单糖如D-甘露糖酸盐和D-木酮糖转化为适宜生物燃料合成途径的单糖如KDG的效率提高的微生物系统或分离的微生物。仅通过解释的方式，D-甘露糖酸盐和D-木酮糖是微生物如大肠杆菌中的代谢物。D-甘露糖酸盐通过D-甘露糖酸脱水酶转化成KDG。D-木酮糖进入戊糖磷酸途径。因此，为了增加D-甘露糖酸盐向KDG的转化，外源或内源D-甘露糖酸脱水酶(如uxuA)基因在本发明的重组微生物中可以是过表达的。类似地，在其它实施方案中，适宜的内源或外源基因，如激酶(如kdgK)、nad以及KDG醛缩酶(如kdgA和eda)，包括其生物活性变体或片段，如这些基因的优化的变体，可以并入给定的重组微生物或在其中过表达(参见SEQIDNOS:93-96)。SEQIDN0:93表示来自大肠杆菌DHlOB的2-酮-脱氧葡糖酸激酶(KdgK)的核苷酸序列，SEQIDNO94表示其多肽序列。SEQIDNO95表示来自大肠杆菌DHlOB的2-酮-脱氧葡糖酸_6_磷酸醛缩酶(KdgA)的核苷酸序列，SEQIDNO:96表示其多肽序列。在某些方面，如上所述，能生长于作为唯一碳源的藻酸盐或果胶上的重组微生物，可以利用脱水酶、激酶和/或醛缩酶的天然存在的或内源拷贝。例如，大肠杆菌含有内源脱水酶、激酶和醛缩酶，其能催化多糖转化为适宜的单糖的适当步骤。在这些和其它相关方面，天然存在的脱水酶或激酶也可以是过表达的，如通过提供与高度组成型或诱导型启动子可操作连接的天然存在的脱水酶、激酶或醛缩酶的外源拷贝。作为用于对重组微生物进行基因工程化使其生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的酶的一示例性来源，已知灿烂弧菌能代谢藻酸盐而支持生长。例如，SEQIDN0:1表示携带某些灿烂弧菌某些基因的分泌蛋白质组区(secretomeregion)(V12B01_02425-V12B01-02480)，其编码II型分泌器。SEQIDNO:2表示V12B01_24189至V12B01_24249间的完整基因组区的核苷酸序列，其衍生于灿烂弧菌，且当其转化入大肠杆菌中作为fosmid克隆(fosmidclone)时，足以赋予生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的能力。SEQIDNOS:3-64表示含于SEQIDNO:2中的单个推断的基因。因此，在某些方面，能生长于作为唯一碳源和/或能源的藻酸盐上的重组微生物(如大肠杆菌)可以包含SEQIDNOS:1-64所述的一个或多个核苷酸或多肽参照序列，包括其生物活性片段或变体，如优化的变体。在某些方面，能生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的重组微生物，可以含有某些含于SEQIDNOS:2中的编码核苷酸或多肽序列，如SEQIDNOS:3_64中的序列，或其生物活性片段或变体，包括优化的变体。这些序列在下文做了进一步描述。SEQIDNO:3表示推断的蛋白V12B01_24184的核苷酸编码序列。这种推断的序列含于SEQIDNO:2的多核苷酸序列中，并编码与自动转运蛋白粘附或I型分泌靶标ggxgxdxxx(SEQIDNO145)重复相似的多肽。SEQIDNO:4表示推断的蛋白V12B01_24184的多肽序列，其是由多核苷酸SEQIDNO:3编码的。这种推断的多肽与自动转运蛋白粘附或I型分泌靶标ggxgxdxxx(SEQIDNO145)重复相似。SEQIDNO:5表示编码推断的蛋白V12B01_24189的核苷酸序列。SEQIDN0:6表示推断的蛋白V12B01_24189的多肽序列，其与环己二烯脱水酶相似。SEQIDNO:7表示编码推断的蛋白V12B01_24194的核苷酸序列。SEQIDNO:8表示推断的蛋白V12B01_24194的多肽序列，其与Na/脯氨酸转运蛋白相似。SEQIDNO:9表示编码推断的蛋白V12B01_24199的核苷酸序列。SEQIDNO10表示推断的蛋白V12B01_24199的多肽序列，其与酮-脱氧-磷酸葡糖酸醛缩酶相似。SEQIDNO:11表示编码推断的蛋白V12B01_24204的核苷酸序列。SEQIDNO12表示推断的蛋白V12B01_24204的多肽序列，其与2-脱氢-3-脱氧葡糖酸激酶相似。SEQIDNO:13表示编码推断的蛋白V12B01_241209的核苷酸序列。SEQIDNO:14表示推断的蛋白V12B01_241209的多肽序列。SEQIDNO:15表示编码推断的蛋白V12B01_24214的核苷酸序列。SEQIDNO16表示推断的蛋白V12B01_24214的多肽序列，其与软骨素AC/藻酸盐裂解酶相似。SEQIDNO:17表示编码推断的蛋白V12B01_24219的核苷酸序列。SEQIDNO18表示推断的蛋白V12B01_24219的多肽序列，其与软骨素AC/藻酸盐裂解酶相似。SEQIDNO:19表示编码推断的蛋白V12B01_24224的核苷酸序列。SEQIDNO:20表示推断的蛋白V12B01_24224的多肽序列，其与2-酮-4-戊烯酸水合酶(pentenoatehydratase)/2_氧代庚(oxoh印ta)_3_烯_1，7_二酸水合酶相似。SEQIDNO:21表示编码推断的蛋白V12B012_4229的核苷酸序列。SEQIDNO22表示推断的蛋白V12B01_24229的多肽序列，其与GntR-家族转录调节蛋白相似。SEQIDNO:23表示编码推断的蛋白V12B01_24234的核苷酸序列。SEQIDNO24表示推断的蛋白V12B01_24234的多肽序列，其与Na+/脯氨酸同向转运蛋白相似。SEQIDNO:25表示编码推断的蛋白V12B01_24239的核苷酸序列。SEQIDNO26表推断的蛋白V12B01_24239的多肽序列，其与寡藻酸盐裂解酶相似。SEQIDNO:27表示编码推断的蛋白V12B01_24244的核苷酸序列。SEQIDNO28表示推断的蛋白V12B01_24244的多肽序列，其与3-羟基异丁酸脱氢酶相似。SEQIDNO:29表示编码推断的蛋白V12B01_24249的核苷酸序列。SEQIDNO30表示推断的蛋白V12B01_24249的多肽序列，其与甲基-接收趋化蛋白相似。SEQIDNO:31表示编码推断的蛋白V12B01_24254的核苷酸序列。SEQIDNO32表示推断的蛋白V12B01_24254的多肽序列，其与藻酸盐裂解酶相似。SEQIDNO:33表示编码推断的蛋白V12B01_24259的核苷酸序列。SEQIDNO34表示推断的蛋白V12B01_24259的多肽序列，其与藻酸盐裂解酶相似。SEQIDNO:35表示编码推断的蛋白V12B01_24264的核苷酸序列。SEQIDNO36推断的蛋白V12B01_24264的多肽序列。SEQIDNO:37表示编码推断的蛋白V12B01_24269的核苷酸序列。SEQIDNO38表示推断的蛋白V12B01_24269的多肽序列，其与推断的寡半乳糖醛酸盐特异性孔蛋白相似。SEQIDNO:39表示编码推断的蛋白V12B01_24274的核苷酸序列。SEQIDNO40表示推断的蛋白V12B01_24274的多肽序列，其与藻酸盐裂解酶相似。图32表示推断的蛋白V12B01_02425的核苷酸编码序列和多肽序列。图32A表示编码推断的蛋白V12B01_02425的核苷酸序列(SEQIDNO41).图32B表示推断的蛋白V12B01_02425的多肽序列(SEQIDNO:42)，其与II型分泌途径组分EpsC相似。SEQIDNO:43表示编码推断的蛋白V12B01_02430的核苷酸序列。SEQIDNO44表示推断的蛋白V12B01_02430的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsD相似。SEQIDNO:45表示编码推断的蛋白V12B01_02435的核苷酸序列。SEQIDNO46表示推断的蛋白V12B01_02435的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsE相似。SEQIDNO:47表示编码推断的蛋白V12B01_02440的核苷酸序列。SEQIDNO48表示推断的蛋白V12B01_02440的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsF相似。SEQIDNO:49表示编码推断的蛋白V12B01_02445的核苷酸序列。SEQIDNO50表示推断的蛋白V12B01_02445的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsG相似。SEQIDNO:51表示编码推断的蛋白V12B01_02450的核苷酸序列。SEQIDNO52表示推断的蛋白V12B01_02450的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsH相似。SEQIDNO:53表示编码推断的蛋白V12B01_02455的核苷酸序列。SEQIDNO54表示推断的蛋白V12B01_02455的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsI相似。SEQIDNO:55表示编码推断的蛋白V12B01_02460的核苷酸序列。SEQIDNO56表示推断的蛋白V12B01_02460的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsJ相似。SEQIDNO:57表示编码推断的蛋白V12B01_02465的核苷酸序列。SEQIDNO58表示推断的蛋白V12B01_02465的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsK相似。SEQIDNO:59表示编码推断的蛋白V12B01_02470的核苷酸序列。SEQIDNO60表示推断的蛋白V12B01_02470的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsL相似。SEQIDNO:61表示编码推断的蛋白V12B01_02475的核苷酸序列。SEQIDNO62表示推断的蛋白V12B01_02475的多肽序列，其与II型分泌途径组分EpsM相似。SEQIDNO:63表示编码推断的蛋白V12B01_02480的核苷酸序列。SEQIDNO64表示推断的蛋白V12B01_02480的核苷酸序列，其与II型分泌途径组分EpsC相似。作为用于对微生物进行基因工程化使其生长于藻酸盐上的酶的另一个示例性来源，根癌农杆菌C58能代谢作为唯一碳源和能源的相对小的藻酸盐分子(lOOOmers)。因为根癌农杆菌C58在植物生物技术中的应用已经很久，因此，这种生物的遗传学已经研究的相对良好，并且许多基因工具可以利用，并与其它革兰氏阴性细菌如大肠杆菌相容。因此，某些方面可以使用这种微生物或其中的基因，用于产生适宜的单糖。例如，如上所述，本公开提供了一系列新的具有DEHU和甘露糖醛酸氢化酶活性的ADH基因，这些基因是从根癌农杆菌C58获得的(参见SEQIDNOS67-92)。如上所述，某些方面可以包括重组微生物或微生物系统，其能生长于作为唯一碳源和/或能源的果胶上。果胶是形成果胶主链的线性链的α-(1-4)-连接的D-半乳糖醛酸，即同型半乳糖醛酸聚糖。在主链内，存在半乳糖醛酸被(1-2)-连接的L-鼠李糖取代的区域。自鼠李糖，各种中性糖的侧链通常分支。这种类型的果胶称为I型鼠李糖半乳糖醛酸聚糖。在主链中，遍及地，约最多每第25半乳糖醛酸被鼠李糖取代。某些伸展(stretches)由交互的半乳糖醛酸和鼠李糖组成-“多毛区(hairyregion)”，其它的具有低密度鼠李糖_“光滑区”。中性糖主要包含D-半乳糖、L-阿拉伯糖以及D-木糖；中性糖的类型和比例随果胶的来源而不同。实际上，约80%的半乳糖醛酸的羧基与甲醇一起酯化。一些植物，如甜菜、马铃薯和梨，除了甲酯外，还含有带有乙酰化的半乳糖醛酸的果胶。乙酰化防止形成凝胶，但使果胶的稳定和乳化作用增加。某些果胶降解和代谢途径示例于图3中。除了上文所述的基因、酶和生物途径外，某些重组微生物可以并入可以用于生长于作为唯一碳源的果胶上的特征。例如，为了降解和代谢作为唯一碳源的果胶，果胶甲酯酶和乙酰酯酶首先催化果胶上甲酯和乙酯的水解。果胶甲酯酶的实例包括但不限于PemA和pmeB。果胶乙酰酯酶的实例包括但不限于PaeX和PaeY。可用于本文中的果胶甲酯酶的其它实例包括与图40中的果胶酸甲酯酶共有至少60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多序列同一性(包括其中的所有整数)的酶或多肽。可用于本文中的果胶酸乙酰酯酶的其它实例包括与图41中所述的果胶酸乙酰酯酶共有至少60%，、70%、80%、90%、95%、98%或更多序列同一性(包括其中的所有整数)的酶或多肽。进一步为此目的，果胶酸裂解酶和水解酶可以经由β“消除和水解，催化果胶酸盐的内裂解切割，分别产生寡果胶酸盐。可以用于代谢果胶的其它酶包括。果胶酸裂解酶的实例包括但不限于PelA、PelB、PelC、PelD、PelE、Pelf、PelI、PelL以及PelZ。果胶酸水解酶的实例包括但不限于PehA、PehN,PehV,Pehff以及PehX。果胶酸裂解酶的其它实例包括与图38所述的果胶酸裂解酶共有少至60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多序列同一性(包括其中的所有整数)的多肽或酶。多聚半乳糖醛酸酶、鼠李糖半乳糖醛酸聚糖裂解酶以及鼠李糖半乳糖醛酸聚糖水解酶也可以用于本文中，以降解和代谢果胶。鼠李糖半乳糖醛酸聚糖裂解酶的实例包括与图39A所述的半乳糖醛酸聚糖裂解酶(即鼠李聚糖半乳糖醛酸酶(rhamnogalacturonases))共有至少60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多序列同一性(包括其中的所有整数)的多肽或酶。鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶的实例，包括与图39B所述的鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶共有至少60%、70%、80%、90%、95%、98%或更多序列同一性(包括其中的所有整数)的多肽或酶。因此，为了降解和代谢果胶，除了本领域已知的其它的外，某些本发明的重组微生物和方法可以并入一种或多种上述甲酯酶和乙酰酯酶和/或水解酶。这些酶可以为内源或外源基因编码和表达，也可以包括这些酶的生物活性片段或变体，如其同源物、直系同源物和/或优化的变体。为了进一步代谢果胶降解产物，寡果胶酸盐可以通过外膜孔蛋白转运至革兰氏阴性细菌的周质部分，在那里，它们进一步降解为如二半乳糖醛酸盐和三半乳糖醛酸盐的组分。外膜孔蛋白的实例包括可以将寡果胶酸盐转运至周质的外膜孔蛋白，包括但不限于kdgN和kdgM。某些重组微生物可以并入这些或相似基因。随后可将二和三半乳糖醛酸盐转运至细胞溶胶中，用于进一步降解。细菌含有至少两种不同的负责二和三半乳糖醛酸盐转运的转运蛋白系统，包括同向转运蛋白和ABC转运蛋白(如分别为TogT和TogMNAB)。因此，本文所提供的某些重组微生物可以包含一种或多种二或三半乳糖醛酸盐转运系统，如TogT和/或TogMNAB。一旦二和三半乳糖醛酸盐并入细胞溶胶，短的果胶酸或半乳糖醛酸裂解酶便将它们分解成D-半乳糖醛酸盐和(4S)-4，6-二羟基-2，5-二氧己糖醛酸盐(dioxohexuronate)。短的果胶酸或半乳糖醛酸裂解酶的实例包括但不限于PelW和Ogl，其基因可以以内源或外源方式并入本文所提供的某些重组微生物中。D-半乳糖醛酸盐和(4S)-4，6-二羟基-2，5-二氧己糖醛酸盐随后被转化为5-脱氢-4-脱氧-D-葡糖醛酸盐，并进一步转化为KDG，这些步骤可分别受KduI和KduD催化。KduI酶具有异构酶活性，KduD酶具有脱氢酶活性，如2-脱氧-D-葡糖酸3-脱氢酶活性。因此，本文所提供的某些重组微生物可以包含一种或多种短的果胶酸或半乳糖醛酸裂解酶，如PelW和/或Ogl，并且可以任选地包含一种或多种异构酶，如KduI，以及一种或多种脱氢酶，如KduD，以便将二和三半乳糖醛酸盐转化为为适宜的单糖，如KDG。在某些方面，能生长于作为唯一碳源和/或能源的果胶或三半乳糖醛酸盐上的重组微生物如大肠杆菌，可以包含一个或多个含于SEQIDNOS:65和66中的基因序列，包括其生物活性片段或变体，如优化的变体。SEQIDNO:65表示胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫1禾中(Erwiniacarotovorasubsp.Atroseptica)SCRI1043白勺kdgF—PaeXg白勺—；^歹I」。SEQIDNO66表示胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的ogl-kdgR的核苷酸序列。在某些方面，能生长于作为唯一碳源和/或能源的果胶或三半乳糖醛酸盐的重组微生物如大肠杆菌，可以包含菊欧文氏菌(Erwiniachrysanthemi)的一个或多个基因组区，其包含编码酶(kduI、kduD、ogl、pelW以及paeX)、转运蛋白(togM、togN、togA、togB以及kdgM)和负责二和三半乳糖醛酸盐降解的调节蛋白(kdgR)的数个基因(kdgF、kduI、kduD、pelW、togM、togN、togA、togB、kdgM、paeX、ogl以及kdgR)，以及编码果胶酸裂解酶(pelA和pelE)、果胶乙酰酯酶(paeY)和果胶甲酯酶(pem)的数个基因(pelA、pelE、paeY以及pem)(参见实施例2)。可用于本文的异构酶的其它实例包括葡糖醛酸异构酶，如uxaC家族的葡糖醛酸异构酶，以及4-脱氧-L-苏型-5-己酮糖醛酸异构酶，如KduI家族的4-脱氧-L-苏型-5-己酮糖醛酸异构酶。可用于本文的还原酶的其它实例包括塔格糖醛酸还原酶，如uxaB家族的塔格糖醛酸还原酶。可用于本文的脱水酶的其它实例包括阿卓糖酸脱水酶(altronatedehydratase)，如uxaA家族的阿卓糖酸脱水酶。可用于本文的脱氢酶的其它实例包括2-脱氧-D-葡糖酸3-脱氢酶，如kduD家族的2-脱氧-D-葡糖酸3-脱氢酶。某些方面也可以利用经基因工程化增强KDG降解途径效率的重组微生物。例如，在细菌中，KDG是己糖醛酸盐如D-葡糖醛酸盐和D-半乳糖醛酸盐降解的普通代谢中间物，并进入ED途径(EntnerDoudoroffpathway)，在那里，其转化为丙酮酸盐和3-磷酸甘油醛(G3P)。在该途径中，KDG首先被KDG激酶(KdgK)磷酸化，随后利用2-酮-3-脱氧-D_6_磷酸-葡糖酸(KDPG)醛缩酶(KdgA)切割成丙酮酸盐和3-磷酸甘油醛(G3P)。与KDG透性酶(如KdgT)同时发生的这些酶的表达被KdgR负调节，并且在基础水平下几乎不存在。加入己糖醛酸盐，显著诱导表达(3-5倍)，在生长于藻酸盐的假单胞菌中也有类似结果的报道。因此，为了增加KDG向丙酮酸盐和G3P的转化，可以去除负调节蛋白KdgR。为了进一步改善途径的效率，也可将KdgK和KdgA的外源拷贝并入给定的重组微生物中。在某些方面，能生长于作为唯一碳源的多糖(如藻酸盐、果胶等)上的重组微生物，可能能使所产生的给定的大量生产型化学品(如乙醇)的量增加，同时生长于该多糖上。例如，经基因工程化而生长于藻酸盐上的大肠杆菌，可以经基因工程，以致所产生的乙醇的量，比未经基因工程化生长于藻酸盐上的大肠杆菌所产生的量增加(参阅实施例11)。因此，某些方面包括重组微生物，其能生长于作为唯一碳源的藻酸盐或果胶酸上，并且通过例如包含一个或多个编码和表达丙酮酸脱羧酶(Pdc)和/或醇脱氢酶的基因，包括其功能变体，而能使所产生的乙醇的量增加。在某些方面，此类重组微生物可以包含丙酮酸脱羧酶(pdc)和两种醇脱氢酶(adhA和adhB)，其获自运动发酵单孢菌(zymomonasmobilis)。本发明的实施方案也包括将多糖转化为适宜的单糖的方法，包括(a)获得多糖；(b)使多糖与化学催化或酶促途径接触，从而将多糖转化为第一单糖或寡糖；以及(c)使第一单糖与微生物系统接触足以将第一单糖或寡糖转化为适宜单糖的时间，其中，微生物系统包含(i)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白以及多糖转运蛋白；以及(ii)至少一个编码和表达酶的基因，从而将多糖转化为单糖，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶。在本发明的某些方面，水生或海洋生物质多肽，如藻酸盐，可以利用化学催化剂如酸进行化学降解。类似地，生物质衍生的果胶可以进行化学降解。例如，化学催化剂所催化的反应，通常通过水解，与酶促催化剂所催化的消除的反应类型相对。因此，某些实施方案可以包括用强矿物酸沸腾藻酸盐或果胶，以便从D-甘露糖醛酸盐释放二氧化碳，从而形成D-来苏糖，所述D-来苏糖是许多微生物所利用的常见糖类代谢物。除了作为化学催化剂的本领域已知的其它适宜的酸外，此类实施方案可以使用例如，甲酸、盐酸、硫酸。酶促途径可以利用本文所述的一种或多种酶，其能催化多糖如藻酸盐或果胶的降解。其它实施方案可以使用与本文所述或本领域技术人员已知的化学催化类似的改变的化学催化，包括适用于生物质相关的多糖的改善的或再设计的化学催化的方法。某些实施方案包括所得的单糖醛酸是D-甘露糖醛酸盐的实施方案。如上所述，本发明的重组微生物和微生物系统所产生的适宜的单糖或适宜的寡糖，可以用作生产大量生产型化学品如生物燃料以及大量生产型化学品中间物的给料。因此，本发明的某些实施方案通常涉及将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品如生物燃料的方法，包括(a)获得适宜的单糖或寡糖；(b)使适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖转化为生物燃料的时间，从而将适宜的单糖转化为生物燃料。某些方面包括将适宜的单糖转化为第一大量生产型化学品如生物燃料的方法，包括(a)获得适宜的单糖；(b)使适宜的单糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖转化为第一大量生产型化学品的时间，其中微生物系统包含一个或多个编码醛或酮生物合成途径的基因，从而将适宜的单糖转化为第一大量生产型化学品。在这些和其它相关方面，取决于所用的特定酮或醛生物合成途径，第一大量生产型化学品可进一步酶促和/或化学还原和脱水为第二大量生产型化学品。此类第二大量生产型化学品的实例包括但不限于丁烯或丁烷；ι-苯基丁烯或ι-苯基丁烷；戊烯或戊烷；2-甲基戊烯或2-甲基戊烷；1-苯基戊烯或1-苯基戊烷；1-苯基-4-甲基戊烯或1-苯基-4-甲基戊烷；己烯或己烷；2-甲基己烯或2-甲基己烷；3-甲基己烯或3-甲基己烷；2，5-二甲基己烯或2，5-二甲基己烯；1-苯基己烯或1-苯基己烷；1-苯基-4-甲基己烯或1-苯基-4-甲基己烷；1-苯基-5-甲基己烯或1-苯基-5-甲基己烷；庚烯或庚烷；2-甲基庚烯或2-甲基庚烷；3-甲基庚烯或3-甲基庚烷；2，6-二甲基庚烯或2，6-二基庚烷；3，6_二甲基庚烯或3，6-二甲基庚烷；3-甲基辛烯或3-甲基辛烷；2-甲基辛烯或2-甲基辛烷；2，6_二甲基辛烯或2，6_二甲基辛烷；2，7_二甲基辛烯或2，7_二甲基辛烷；3，6_二甲基辛烯或3，6-二甲基辛烷；以及环戊烷或环戊烯。本发明的某些实施方案也可以包括将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的方法，包括(a)获得适宜的单糖或寡糖；(b)使适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的时间，其中微生物系统包含(i)一个或多个编码生物合成途径的基因；(ii)一个或多个编码和表达C-C连接途径的基因；以及(iii)一个或多个编码和表达还原和脱水途径的基因，其包括二醇脱氢酶、二醇脱水酶以及次级醇脱氢酶，从而将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品。某些方面也包括重组微生物，其包含(i)一个或多个编码生物合成途径的基因；(ii)一个或多个编码和表达C-C连接途径的基因；以及(iii)一个或多编码和表达还原和脱水途径的基因，其包括二醇脱氢酶、二醇脱水酶以及次级醇脱氢酶。某些方面也包括重组的微生物，其包括单独的或某些组合的上述途径，如包含一个或多个编码生物合成途径的基因的重组微生物，如上文所述。某些方面也可以包括包含本文所述一个或多个编码和表达C-C连接途径的基因的重组微生物。某些方面也可以包括包含一个或多个编码和表达还原和脱水途径的基因的重组微生物，其包括二醇脱氢酶、二醇脱水酶以及次级醇脱氢酶，如本文所述。对于包含上述途径的组合的重组微生物而言，某些方面也可以包括重组微生物，其包含(i)一个或多个编码生物合成途径的基因；和(ii)一个或多个编码和表达C-C连接途径的基因。某些方面也可以包括重组微生物，其包含(i)一个或多个编码和表达C-C连接途径的基因；和(ii)一个或多个编码和表达还原和脱水途径的基因，其包括二醇脱氢酶、二醇脱水酶以及次级醇脱氢酶。某些方面也可以包括包含脱水和还原途径的一个或多个单个组分的重组微生物，如包含二醇脱氢酶、二醇脱水酶或次级醇脱氢酶的重组微生物。这些和其它微生物可以用于，例如将适宜的多糖转化为第一大量生产型化学品或其中间物，或将第一大量生产型化学品或其中间物转化为第二大量生产型化学品。仅以示例的方式，包含C-C连接途径的重组微生物可以用于，将丁醛转化为第一大量生产型化学品或其中间物，如5-羟基-4-辛酮，其通过任何适宜的途径，随后转化为第二大量生产型化学品或其中间物。作为另一个实例，包含C-C连接途径和二醇氢化酶的重组微生物可用于将丁醛依次转化为5-羟基-4-辛酮和随后地4，5-辛酮二醇。包含本文所述单个途径的这些和其它各种组合，以及这些途径的单个组分的各种组合的重组微生物的实例，对本领域技术人员而言是显而易见的，且也可以见于实施例中。还包括将多糖转化为第一大量生产型化学品或其中间物的方法，其例如利用包含醛或酮生物合成途径的重组微生物。也包括将第一大量生产型化学品或其中间物转化为第二大量生产型化学品的方法，其例如利用任选地包含生物合成途径、任选地包含C-C连接途径和/或任选地包含脱水和还原途径的一个或多个单个组分的重组微生物。仅以示例的方式，包含C-C外源连接酶(如来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶)的重组微生物，可用于将第一大量生产型化学品如3-甲基丁醛转化为第二大量生产型化学品如2，7_二甲基-5-羟基-4-辛酮。沿着这一线路的示例说明，包含二醇脱氢酶的相同或不同重组微生物可用于将2，7-二甲基-5-羟基-4-辛酮转化为另一大量生产型化学品如2，7-二甲基-4，5-辛烷二醇的方法(其它实例参阅表2)。作为另一示例性实例，包含外源次级醇脱氢酶的重组微生物可以用于将第一大量生产型化学品如2，7-二甲基-4-辛酮转化为第二大量生产型化学品如2，7-二甲基辛醇的方法。本申请的微生物系统或分离的微生物的实施方案可以包括天然存在的生物合成途径，和/或已经优化用于改善功能性的工程化的、重新构建的或再设计的生物合成途径。本发明微生物系统或重组微生物的实施方案可以包括天然或重新构建的生物合成途径，如在诸如丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum)和天蓝色链霉菌(Streptomycescoelicolor)的微生物中发现的丁醛生物合成途径。作为解说地，丁酸盐和丁醇是诸如梭状芽胞杆菌(Clostridia)的某些细菌种类的常见发酵产物，在这些种类中，丁酸盐和丁醇的产生受合成硫解酶依赖性途径介导，该途径在特征上与脂肪酸降解途径相似。此类途径由两分子的乙酰辅酶A缩合为乙酰乙酰辅酶A启动，其受硫解酶催化。乙酰乙酰辅酶A随后还原为β-羟基丁酰辅酶A，其受NAD(P)H依赖性β-羟基丁酰辅酶A脱氢酶(HBDH)催化。巴豆酸酶催化β-羟基丁酰辅酶A的脱水，形成巴豆酰辅酶A。NADH-依赖性丁酰辅酶A脱氢酶(BCDH)所催化的其它还原反应，使巴豆酰辅酶A的C2的双键饱和，形成丁酰辅酶Α。在某些实施方案中，硫解酶，即该途径中的第一酶，可以过表达，以使产量最大化。在某些实施方案中，硫解酶可以在大肠杆菌中过表达。在这点上，催化下述反应步骤的所有3种酶(如HBDH、巴豆酸酶以及B⑶H)见于丙酮丁醇梭菌ATCC824中。在某些实施方案中，BDH、巴豆酸酶以及B⑶H可表达或过表达于适宜的微生物如大肠杆菌中。可选地，衍生于恶臭假单胞菌ΚΤ2440的短链脂肪族酰基辅酶A脱氢酶可用于本申请的微生物系统或分离的微生物的其它实施方案。进一步为此目的，通过至少几种不同的途径，可以很容易地将梭状芽胞杆菌的丁酰辅酶A转化为丁醇和/或丁酸盐。在一途径中，经NADH依赖性辅酶A酰化醛脱氢酶(ALDH)所催化，丁酰辅酶A直接还原为丁醛。丁醛经由NADH依赖性丁醇脱氢酶可以进一步还原为丁醇。尽管辅酶A-酰化ALDH催化丁酰辅酶A向丁醛的一步还原，但是因为其混杂的乙酰辅酶A去酰化活性，辅酶A酰化ALDH向微生物系统的并入可以导致乙醛形成。在某些实施方案中，乙醛的形成可以通过再设计相关酶的功能而最小化。经磷酸丁酰转移酶所催化，在其它生物合成途径中的丁酰辅酶A去酰化，形成磷酸丁酰。磷酸丁酰随后被可逆的磷酸丁酰激酶水解形成丁酸盐。这个反应与由ADP形成ATP偶联。已知通过这些酶的丁酸盐形成显著更特异。某些实施方案可以将磷酸丁酰转移酶和磷酸丁酰激酶包含于微生物系统中。在其它实施方案中，丁酸盐可以通过短链酰基辅酶A硫酯酶由丁酰辅酶A直接形成。梭状芽胞杆菌中的丁酸盐也可以依次还原为丁醇，其被单个醇/醛脱氢酶催化。某些实施方案可以包含来自诸如恶臭假单胞菌的其它细菌的短链醛脱氢酶，以便补充丁醛在微生物系统中的产生。一个有关使用短链醛脱氢酶的潜在顾虑与由乙酸盐可能形成乙醛有关。某些实施方案可以涉及在微生物系统中使乙酸盐形成最小化，例如通过缺失数个编码与乙酸盐产生有关的酶的基因。此外，在大肠杆菌中有形成乙酸盐的多种途径，其中之一受丙酮酸盐的丙酮酸加氧酶(POXB)的介导，而另一个受乙酰辅酶A的磷酸转乙酰酶(PTA)和磷酸乙酰激酶(ACKA)的介导。由带有？0劝_、？切_和％11_的大肠杆菌突变菌株产生的乙酸显著减少。另外，已知催化由乙酸盐形成乙酰辅酶A的乙酰辅酶A合酶(ACS)的并入显著减少乙酸盐的积聚。某些实施方案可以包含带有POXB、PTA和/或ACKA基因缺失的微生物系统或分离的微生物，其它实施方案也可以单独或与缺失基因一起，包含一个或多个编码和表达ACS的基因。本文所提供的微生物系统或重组微生物也可以包含戊二醛生物合成途径。作为一实例，酿酒酵母具有赖氨酸生物合成途径，在该途径中，乙酰辅酶A最初缩合为α_酮戊二酸盐(其是柠檬酸循环中常见的代谢物)，以形成高柠檬酸盐(homocitrate)。这个反应被衍生于酵母、嗜热栖热菌(Thermusthermophilus)或耐辐射奇球菌(Deinococcusradiodurans)的高柠檬酸合酶催化。衍生于酵母、嗜热栖热菌或耐辐射奇球菌的高乌头酸酶催化高柠檬酸盐和高异柠檬酸盐间的转化。高异柠檬酸盐随后氧化脱羧形成2-酮己二酸盐，其被衍生于酵母、嗜热栖热菌或耐辐射奇球菌的高异柠檬酸脱氢酶催化。高异柠檬酸盐也氧化脱羧形成丁酰辅酶A，其可以被高异柠檬酸脱氢酶催化。因此，某些实施方案可以包含高柠檬酸合酶、高柠檬酸酶和/或高异柠檬酸脱氢酶。进一步为此目的，在合成2-酮-脂肪半醛(2-keto-adipicsemialdehyde)时，2-酮己二酸盐还原为2-酮-脂肪半醛。该反应可以被二醛脱氢酶催化，其例如可以分离自根癌农杆菌C58。因此，某些实施方案可以将二醛脱氢酶并入微生物系统或重组的微生物。在合成戊二醛时，酰基辅酶A硫酯酶(ACOT)也可以催化戊二酰辅酶A的水解。编码ω-羧基酰基辅酶A特异性过氧化物酶ACOTs的基因见于许多哺乳动物物种中；衍生于小鼠的AC0T4和AC0T8两者之前已经表达于大肠杆菌中，并且已表明，这两种酶对戊二酰辅酶A形成戊二酸的水解是高活性的。某些实施方案可以包含一种或多种酰基辅酶A硫酯酶。戊二酸盐依次还原为戊二醛。这种反应可以被戊二醛脱氢酶(CpnE)催化，该酶可以例如分离自丛毛单胞菌(Comomonassp.)菌株NCIMB9872。某些实施方案可以将戊二醛脱氢酶如CpnE并入微生物系统或分离的微生物。其它的实施方案可以包含ACOT和CpnE酶两者。其它实施方案可以包含经再设计催化1-羟基丙酸和琥珀酸还原为1-羟基丙醛和丁二醛的CpnE酶。在某些方面，生物合成途径可以包括醛生物合成途径、酮生物合成途径或两者。在某些方面，生物合成途径可以包括下述中的一个或多个乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、4-甲基戊醛、苯乙醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛、2-吲哚-3-乙醛、戊二醛、5-氨基-戊醛、琥珀酸半醛和/或琥珀酸4-羟苯基乙醛生物合成途径，包括其各种组合。对于生物合成途径的组合，生物合成途径可以包含与下述至少之一组合的乙醛生物合成途径丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛或苯乙醛生物合成途径。在某些方面，生物合成途径可以包含与丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛或苯乙醛生物合成途径中的至少之一组合的丙醛生物合成途径。在某些方面，生物合成途径可以包含与异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛或苯乙醛生物合成途径中的至少之一组合的丁醛生物合成途径。在某些方面，生物合成途径可以包含与2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛或苯乙醛生物合成途径中的至少之一组合的异丁醛生物合成途径。在某些方面，生物合成途径可以包含与3-甲基-丁醛或苯乙醛生物合成途径中的至少之一组合的2-甲基-丁醛生物合成途径。在某些方面，生物合成途径可以包含与苯乙醛生物合成途径组合的3-甲基-丁醛生物合成途径。在某些方面，丙醛生物合成途径可以包含来自诸如大肠杆菌的生物的苏氨酸脱氨酶(ilvA)基因，和来自诸如乳酸乳球菌的生物的酮_异戊酸脱羧酶(kivd)基因，和/或这些酶的功能变体，包括其同源物或直系同源物，以及优化的变体。这些酶通常可以用于将L-苏氨酸转化为丙醛。在某些方面，丁醛生物合成途径可以包含下述至少之一来自如大肠杆菌的生物的硫解酶(atoB)基因，来自如丙酮丁醇梭菌(如ATCC824)的生物的β_羟基丁酰辅酶A脱氢酶(hbd)基因、巴豆酸酶(crt)基因、丁酰辅酶A脱氢酶(bed)基因、电子转移黄素蛋白A(etfA)基因，和/或电子转移黄素蛋白B(etfB)基因，以及来自诸如拜氏丙酮丁醇梭菌(Clostridiumbeijerinckiiacetobutyricum)ATCC824的生物的辅酶A连接的丁酸脱氢酶(aid)基因。在某些方面，来自诸如丙酮丁醇梭菌ATCC824的生物的辅酶A连接的醇脱氢酶(adhE2)基因，可以用作aid基因的替代物。在某些方面，异丁醛生物合成途径可以包含来自如枯草芽孢杆菌的生物的乙酰乳酸合酶(alsS)，或来自如肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的生物的als基因(对于大肠杆菌蛋白的表达，可以优化密码子使用)。此类途径也可以包含来自如大肠杆菌的生物的乙酰乳酸还原异构酶(ilvC)和/或2，3-二羟基异戊酸脱水酶(ilvD)基因，以及来自诸如乳酸乳球菌的生物的酮-异戊酸脱羧酶(kivd)基因。在某些方面，3-甲基丁醛和2-甲基丁醛生物合成途径可以包含来自如枯草芽孢杆菌的生物的乙酰乳酸合酶(alsS)基因，或来自如肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的生物的(als)基因(对于大肠杆菌蛋白的表达，可以优化密码子使用)。此类途径的某些方面还可以包含来自如大肠杆菌的生物的乙酰乳酸还原异构酶(ilvC)、2，3-二羟基异戊酸脱水酶(ilvD)、异丙基苹果酸合酶(LeuA)、异丙基苹果酸异构酶(LeuC和LeuD)和3-异丙基苹果酸脱氢酶(LeuB)基因，以及来自如乳酸乳球菌的生物的酮_异戊酸脱羧酶(kivd)。在某些方面，苯乙醛和4-羟苯基乙醛生物合成途径可以包括下述一种或多种来自如大肠杆菌的生物的3-脱氧-7-phosphoheptulonate合酶(aroF、aroG和aroH)、3_脱氢奎尼酸合酶(aroB)、3-脱氢奎尼酸脱水酶(aroD)、脱氢莽草酸还原酶(aroE)、莽草酸激酶II(aroL)、莽草酸激酶I(aroK)、5_烯醇丙酮醛莽草酸-3-磷酸合成酶(aroA)、分支酸合酶(chorismatesynthase)(aroC)、融合的分支酸歧化酶P/预苯酸(prephenate)脱水酶(PheA)和/或融合的分支酸歧化酶T/预苯酸脱氢酶(tyrA)基因，以及来自如乳酸乳球菌的生物的酮_异戊酸脱羧酶(kivd)。在某些方面，如为1，10-二氨基-5-癸醇和1，10-二羧基-5-癸醇的最终产生，生物合成途径可以包含一种或多种来自如耐辐射奇球菌和/或嗜热栖热菌的生物的高柠檬酸合酶、高乌头酸水合酶、高异柠檬酸脱氢酶和/或高异柠檬酸脱氢酶的基因，以及酮_己二酸脱羧酶基因、2-氨基己二酸转氨酶基因和L-2-氨基己二酸-6-半醛NAD+6-氧化还原酶基因。此类生物合成途径能将α-酮戊二酸转化为5-氨基戊醛。在某些方面，如对于环戊醇产生中的一个步骤，α-酮己二酸半醛生物合成途径可以包含来自如耐辐射奇球菌和/或嗜热栖热菌的生物的高柠檬酸合酶(hes)、高乌头酸水合酶和高异柠檬酸脱氢酶的基因，和α-酮己二酸半醛脱氢酶基因。此类生物合成途径能将乙酰辅酶A和α-酮戊二酸转化为α-酮己二酸半醛。为了产生某些大量生产型化学品(除了其它相似的化学品外，如2-苯基乙醇、2-(4-羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇)，生物合成途径(如醛生物合成途径)可以任选地或还包含一个或多个编码羧化酶如吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)的基因。IPDC可以从例如如巴西固氮螺菌(Azospirillumbrasilense)和多粘类芽孢杆菌(PaenibacilluspolymyXa)E681的微生物获得。在这点上，IPDC可用于更有效地催化各种羧酸的脱羧化形成相应的醛，其如本文所述，可以通过还原酶或脱氢酶进一步转化为大量生产型化学品。在某些方面，2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及2_(吲哚-3-)乙醇生物合成途径可以包含来自大肠杆菌的转酮醇酶(tktA)、3_脱氧-7-phosphoh印tulonate合酶(aroF、aroG和aroH)、3_脱氢奎尼酸合酶(aroB)、3_脱氢奎尼酸脱水酶(aroD)、脱氢莽草酸还原酶(aroE)、莽草酸激酶II(aroL)、莽草酸激酶I(aroK)、5_醇烯丙酮酸莽草_3_磷酸合成酶(aroA)、分支酸合酶(aroC)、融合的分支酸歧化酶P/预苯酸脱水酶(pheA)以及融合的预苯酸岐化酶T/预苯酸脱氢(tyrA)基因，和来自如乳酸乳球菌的酮-异戊酸脱羧酶(kivd)、来自酿酒酵母的醇脱氢酶(adh2)、来自巴西固氮螺菌的吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(ipdc)、来自红球菌(Rhodococcussp.)ST-IO的苯基乙醇还原酶，和来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解(bal)。对于本文所述的所有其它途径，本文所述的各生物合成途径的组分都可以内源或外源地存在于重组微生物中。为了改善给定生物合成途径的效率，例如可以上调或过表达内源基因，如通过将该内源基因的其它(即外源)拷贝引入重组微生物中。此类途径的优化也可以通过经由诱变改变基因的内源形式以便改善功能性，随后将改变的基因引入微生物。根据本领域已知的或本文所述的技术，可以上调或下调或甚至除去内源基因的表达。相似地，外源所提供的基因的表达水平可以根据需要进行调节，如通过使用各种组成型或诱导型启动子。此类基因可以是“密码子优化的”，如本文所述或本领域已知的。还包括本文所述基因和酶的功能性的天然存在的变体，包括其同源物或直系同源物。微生物系统或分离的微生物的某些实施方案可以包含CC连接途径。在某些方面，CC连接途径可以包含ThDP依赖性酶，如C-C连接酶，或优化的C-C连接酶。例如，8个碳单位的分子(丁偶姻)可以通过将两个4碳单位分子(丁醛)缩合在一起而制备。ThDP依赖性酶是一组已知催化C-C键的断裂和形成的酶，并且已经在化学酶促合成中用作催化剂。这些酶催化的化学反应谱的范围从α-酮酸脱羧、氧化脱羧、碳连接(carboligation)到C-C键的切割。为了提供一些实例，来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(BAL)、来自恶臭假单胞菌的苯甲酰甲酸脱羧酶(benzoylformatedecarboxylase,BFD)以及来自运动发酵单孢菌的丙酮脱羧酶(PDC)可以催化两个醛之间的碳连接反应。如本文所示，在这三种酶中，BAL接受最广泛谱系的醛作为底物，从取代的苯甲醛到乙醛等。BAL催化两个醛之间的立体专一碳连接反应，并形成具有超过99%eeR构型的α-羟基酮。从两个苯甲醛分子形成二苯乙醇酮是BAL所催化的有利反应，并且所述形成以快至320μmol(二苯乙醇酮)mg(蛋白Γ1分钟―1的速度进行。α"羟基酮的形成可以利用许多不同的醛包括丁醛进行。BFD和POT也可以催化两个醛分子间的碳连接反应。BFD和P⑶分别接受相对较大和较小的醛分子。在苯甲醛和乙醛存在的情况下，BFD催化二苯乙醇酮和(S)-Ci-羟基苯基丙酮(2S-HPP)的形成，而PCD则催化(R)-α-羟基苯基丙酮(2R-HPP)和(R)-a-羟基2-丁酮(乙偶姻)的形成。如下文详细所述，本申请的某些微生物系统或分离的微生物可以包含天然的或优化的C-C连接酶(ThDP-依赖性酶)，其选自来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(BAL)、来自恶臭假单胞菌的苯甲酰甲酸脱羧酶(BFD)以及来自运动发酵单孢菌的丙酮酸脱羧酶(PDC)。其它实施方案可以包含来自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(BAL)(参阅SEQIDNOS:143-144，分别表示核苷酸序列和多肽序列)，包括其生物活性变体，如优化的变体。本发明的C-C连接途径通常包含一种或多种C-C连接酶，如裂解酶。示例性的裂解酶包括但不限于，乙醛裂解酶、丙醛裂解酶、丁醛裂解酶、异丁醛裂解酶、2-甲基-丁醛裂解酶、3-甲基-丁醛裂解酶(异戊醛)、苯乙醛裂解酶、α-酮己二酸羧基裂解酶、戊醛裂解酶、4-甲基-戊醛裂解酶、己醛裂解酶、庚醛裂解酶、辛醛裂解酶、4-羟苯基乙醛裂解酶、吲哚乙醛裂解酶、吲哚苯乙醛裂解酶。在某些方面，所选的CC-连接酶或裂解酶可以具有一种或多种上文示例性所示的裂解酶活性，如乙醛裂解酶活性、丙醛裂解酶活性、丁醛裂解酶活性和/或异丁醛裂解酶活性等。如上所述，C-C连接酶可以包含苯甲醛裂解酶，如分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(SEQIDNOS:143-144)，以及这种参照序列的生物活性片段或变体，如苯甲醛裂解酶的优化的变体。因此，某些方面可以包含与SEQIDNOS143-144具有80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%序列同一性的核苷酸序列或多肽序列，且其能催化碳连接反应，或其具有C-C裂解酶活性，如上文所述。在某些方面，BAL酶包含一个或多个保守的氨基酸残基，包括G27、E50、A57、G155、P162、P234、D271、G277、G422、G447、D448和/或G512。荧光假单胞菌因为其具有利用硫胺二磷酸(ThDP)作为辅因子切割偶姻键的苯甲醛裂解酶，所以能生长于作为唯一碳源和能源的R-二苯乙醇酮上。在逆反应中，如本文所用的，苯甲醛裂解酶以高底物和立体专一性催化两个醛的碳连接。与其它蛋白进行的基于结构的比较表明，苯甲醛裂解酶属于一组密切相关的ThDP依赖性酶。这些酶的ThDP辅因子固定于其单独的结构域的两个末端，从而于它们之间悬浮着相当机动的噻唑环。尽管结合ThDP的两个末端的残基是非常保守的，但是，噻唑部分周围活性中心口袋(pocket)的内衬在基团内有很大变化。BAL的活性位点已有描述，如在Kneenetal.(BiochimicaetBiophysicaActa1753263-271,2005)^PBrandtetal.(Biochemistry47:7734—43，2008)中。本文已经证明，衍生于荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶至少具有乙醛裂解酶活性、丙醛裂解酶活性、丁醛裂解酶活性、3-甲基-丁醛裂解酶活性、戊醛裂解酶活性、4-甲基戊醛裂解酶活性、己醛裂解酶活性、苯乙醛裂解酶活性以及辛醛裂解酶活性(参阅表2)，除了其它体内裂解酶活性外(参阅图48-55)。在某些方面，C-C连接酶，如衍生于荧光假单胞菌的BAL、衍生于恶臭假单胞菌的BFD或衍生于运动发酵单孢菌的PDC，可以包含具有裂解酶活性组合的裂解酶，如除其它组合和活性(如本文所详述的示例性组合)外，还具有丙醛裂解酶裂解酶活性和3-甲基-丁醛裂解酶活性两者的连接酶。仅以示例的方式，具有裂解酶活性组合的裂解酶可以在本文中称为丙醛/3-甲基-丁醛裂解酶。包含二醇脱氢酶、二醇脱水酶以及次级醇脱氢酶的脱水和还原途径可以用于进一步将醛、酮或相应的醇转化为大量生产型化学品，如生物燃料。为此，脱水和还原途径可以包含一种或多种二醇脱氢酶。“二醇脱氢酶”通常指催化α-羟基酮和/或其相应的二醇的可逆还原和氧化反应的酶。微生物系统或分离的微生物的某些实施方案可以包含编码二醇脱氢酶的基因，该二醇脱氢酶特异性地催化α-羟基_酮的还原，包括例如4，5，辛二醇脱氢酶。二醇脱氢酶，如4，5，辛二醇脱氢酶，可从多种生物分离，和并入微生物系统或分离的微生物。一组特定的醇脱氢酶具有氧化各种α-羟基醇并还原各种α-羟基酮和α-酮基酮的特征性能力。因此，“二醇脱氢酶”这一叙述还可以包括此类醇脱氢酶。以有关来自示例性生物的二醇脱氢酶为例，分离自Hansenulaofunaensis的甘油脱氢酶具有广泛的底物特异性，并能以与其天然底物分别地甘油和二羟丙酮相媲美的活性(40-200%)，催化各种α-羟基醇包括1，2_辛烷的氧化，以及各种α-羟基酮和α-酮基酮包括3-羟基-2-丁酮和3，4_己二酮的还原。作为一其它实例，在多型汉逊酵母(Hansenulapolumorpha)DI-I中所发现的甘油脱氢酶起相似的作用。在某些实施方案中，微生物系统或重组的微生物可以包含分离自多型汉逊酵母的甘油脱氢酶基因，分离自多型汉逊酵母DI-I的甘油脱氢酶和/或来自肺炎克雷伯氏菌的内消旋_2，3-丁烷二醇脱氢酶。在其它实施方案中，除了本文详述的其它外，微生物系统或分离的微生物可以包含4，5，辛二醇脱氢酶。二醇脱氢酶也可以从短乳杆菌ATCC367、恶臭假单胞菌ΚΤ2440以及肺炎克雷伯氏菌MGH78578获得，如本文所述(参阅实施例5)。示例性的二醇脱氢酶包括但不限于2，3_丁二醇脱氢酶、3，4_己二醇脱氢酶、4，5_辛二醇脱氢酶、5，6_癸二醇脱氢酶、6，7_十二烷二醇脱氢酶、7，8_十四烷二醇脱氢酶、8,9-十六烷二醇脱氢酶、2，5-二甲基-3，4-己二醇脱氢酶、3，6-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、2，7-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、2，9_二甲基-5，6-癸二醇脱氢酶、1，4_二苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、二-1，4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱氢酶、1，4-二吲哚-2，3-丁二醇脱氢酶、1，2-环戊二醇脱氢酶、2，3-戊二醇脱氢酶、2，3-己二醇脱氢酶、2，3-庚二醇脱氢酶、2，3-辛二醇脱氢酶、2，3-壬二醇脱氢酶、4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-丁二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-丁二醇脱氢酶、3，4-庚二醇脱氢酶、3，4-辛二醇脱氢酶、3，4-壬二醇脱氢酶、3，4-癸二醇脱氢酶、3，4-十一烷二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-己二醇脱氢酶、5-甲基_3，4-庚二醇脱氢酶、6-甲基_3，4-庚二醇脱氢酶、7-甲基-3，4-辛二醇脱氢酶、1-苯基-2，3-戊二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-戊二醇脱氢酶、4，5-壬二醇脱氢酶、4，5-癸二醇脱氢酶、4，5-十一烷二醇脱氢酶、4，5-十二烷二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、8-甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-己二醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2，3_己二醇脱氢酶、1-吲哚-2，3-己二醇脱氢酶、5，6_十一烷二醇脱氢酶、5，6-十一烷二醇脱氢酶、5，6-十三烷二醇脱氢酶、2-甲基_3，4-辛二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、2-甲基_5，6-癸二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-庚二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-庚二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-庚二醇脱氢酶、6，7-十三烷二醇脱氢酶、6，7-十四烷二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-壬二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-癸二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-癸二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-i^一烷二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-辛二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-辛二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-辛二醇脱氢酶、7，8-十五烷二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-癸二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-十一烷二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-i^一烷二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-十二烷二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-壬二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-壬二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-壬二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-十一烷二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-十二烷二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-十二烷二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-十三烷二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-癸二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-癸二醇脱氢酶、1-吲哚-2，3-癸二醇脱氢酶、2，5-二甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、2，6-二甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、2，7-二甲基-3，4-辛二醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、2，6-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、3，8-二甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基_2，3-己二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、2，8-二甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、1-苯基-5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1_(4-羟苯基)-5_甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-吲哚-5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-苯基-6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-吲哚_6_甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚-4-苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱氢酶、1，10-二氨基-5，6-癸二醇脱氢酶、1，4_二(4-羟苯基)-2，3-丁二醇、2，3-己二醇-1，6-二羧酸脱氢酶等。在某些方面，所选的二醇脱氢酶可以具有一种或多种以上示例性示出的二醇脱氢酶活性，如2，3-丁二醇脱氢酶活性、3，4-己二醇脱氢酶活性和/或4，5-辛二醇脱氢酶活性寸。在某些方面，重组微生物可以包含选自SEQIDNO:97，99和101的核苷酸参照序列所编码的二醇脱氢酶，或具有选自SEQIDNO:98、100和102的多肽序列的酶，包括其生物活性片段或变体，如优化的变体。某些方面也可以包含与SEQIDNOS:97-102具有80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%序列同一性的核苷酸序列或多肽序列。其它实施方案可以包含再设计的二醇脱氢酶，用于将1-羟基丙醛、丁二醛和戊二醛分别还原为1，3_丙二醇、1，4_丁二醇和1，5戊二醇等。本文所述的脱水和还原途径可以包含一种或多种二醇脱水酶。“二醇脱水酶”通常指催化不可逆的二醇脱水的酶。例如，这种酶可以用于使辛二醇脱水，形成4-辛烷。已认识到，存在至少两种不同类型的二醇脱水酶对于其催化作用，一种依赖于辅酶B12，另一种不依赖于辅酶B12。辅酶B12依赖性二醇脱水酶已知催化由α-羟基醇至醛或酮的基团介导的脱水反应。例如，来自肺炎克雷伯氏菌的二醇脱水酶催化甘油的脱水，形成羟丙基醛，接受2，3-丁二醇作为底物，并催化脱水反应形成2-丁酮。作为另一实例，肉毒梭菌(Clostridiumbutylicum)含有不依赖辅酶B12的二醇脱水酶。图46表示分离自肉毒梭菌的不依赖辅酶B12的二醇脱水酶(dhaBl)和激活剂(dhaB2)的体内生物活性(参阅实施例9)。图46A表示由1，2_丙二醇体内产生1_丙醇，图46B表示内消旋-2，3丁二醇体内产生2-丁醇，以及图46C表示由反式-1，2-环戊二醇体内产生环戊酮。因此，本发明的某些实施方案可以包含优化的或再设计的二醇脱水酶，其容纳各种底物，如4，5-辛二醇作为底物，且可以包括分离和/或优化自肺炎克雷伯氏菌和肉毒梭菌(除了本文所述和本领域已知的生物外)的二醇脱水酶。示例性二醇脱水酶包括但不限于2，3_丁二醇脱水酶、3，4_己二醇脱水酶、4，5-辛二醇脱水酶、5，6-癸二醇脱水酶、6，7-十二烷二醇脱水酶、7，8-十四烷二醇脱水酶、8,9-十六烷二醇脱水酶、2，5-二甲基-3，4-己二醇脱水酶、3，6-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶、2，7-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶、2，9-二甲基-5，6-癸二醇脱水酶、1，4-二苯基-2，3-丁二醇脱水酶、二-1，4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶、1，4-二吲哚-2，3-丁二醇脱水酶、1，2-环戊二醇脱水酶、2，3-戊二醇脱水酶、2，3-己二醇脱水酶、2，3-庚二醇脱水酶、2，3-辛二醇脱水酶、2，3-壬二醇脱水酶、4-甲基_2，3-戊二醇脱水酶、4-甲基_2，3_己二醇脱水酶、5-甲基-2，3-己二醇脱水酶、6-甲基_2，3-庚二醇脱水酶、1-苯基-2，3-丁二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-丁二醇脱水酶、3，4-庚二醇脱水酶、3，4-辛二醇脱水酶、3，4-壬二醇脱水酶、3，4-癸二醇脱水酶、3，4-i^一烷二醇脱水酶、2-甲基_3，4-己二醇脱水酶、5-甲基_3，4-庚二醇脱水酶、6-甲基_3，4-庚二醇脱水酶、7-甲基-3，4-辛二醇脱水酶、1-苯基_2，3-戊二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-戊二醇脱水酶、4，5-壬二醇脱水酶、4，5-癸二醇脱水酶、4，5-i^一烷二醇脱水酶、4，5-十二烷二醇脱水酶、2-甲基_3，4-庚二醇脱水酶、3-甲基-4，5-辛二醇脱水酶、2-甲基_4，5-辛二醇脱水酶、8-甲基-4，5-壬二醇脱水酶、1-苯基-2，3-己二醇脱水酶、1-(4_羟苯基)-2，3_己二醇脱水酶、1-吲哚-2，3-己二醇脱水酶、5，6-i烷二醇脱水酶、5，6-i烷二醇脱水酶、5，6-十三烷二醇脱水酶、2-甲基_3，4-辛二醇脱水酶、3-甲基_4，5-壬二醇脱水酶、2-甲基_4，5-壬二醇脱水酶、2-甲基_5，6-癸二醇脱水酶、1-苯基_2，3-庚二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-庚二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-庚二醇脱水酶、6，7-十三烷二醇脱水酶、6，7-十四烷二醇脱水酶、2-甲基_3，4-壬二醇脱水酶、3-甲基-4，5-癸二醇脱水酶、2-甲基-4，5-癸二醇脱水酶、2-甲基-5，6-i^一烷二醇脱水酶、1-苯基_2，3-辛二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-辛二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-辛二醇脱水酶、7，8-十五烷二醇脱水酶、2-甲基_3，4-癸二醇脱水酶、3-甲基-4，5-i烷二醇脱水酶、2-甲基-4，5-i^一烷二醇脱水酶、2-甲基-5，6-十二烷二醇脱水酶、1-苯基_2，3-壬二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-壬二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-壬二醇脱水酶、2-甲基-3，4-i^一烷二醇脱水酶、3-甲基_4，5-十二烷二醇脱水酶、2-甲基_4，5-十二烷二醇脱水酶、2-甲基-5，6-十三烷二醇脱水酶、1-苯基_2，3-癸二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-2，3-癸二醇脱水酶、1-吲哚_2，3-癸二醇脱水酶、2，5-二甲基-3，4-庚二醇脱水酶、2，6-二甲基_3，4-庚二醇脱水酶、2，7-二甲基-3，4-辛二醇脱水酶、1-苯基-4-甲基-2，3-戊二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-戊二醇脱水酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-戊二醇脱水酶、2，6-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶、3，8-二甲基-4，5-壬二醇脱水酶、1-苯基-4-甲基_2，3-己二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-己二醇脱水酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-己二醇脱水酶、2，8-二甲基-4，5-壬二醇脱水酶、1-苯基-5-甲基-2，3-己二醇脱水酶、1_(4-羟苯基)-5_甲基-2，3-己二醇脱水酶、1-吲哚-5-甲基-2，3-己二醇脱水酶、1-苯基-6-甲基-2，3-庚二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-6-甲基-2，3-庚二醇脱水酶、1-吲哚_6_甲基-2，3-庚二醇脱水酶、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇脱水酶、1-吲哚-4-苯基-2，3-丁二醇脱水酶、1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶、1，10-二氨基-5，6-癸二醇脱水酶、1，4-二(4-羟苯基)-2，3-丁二醇、2，3-己二醇-1，6-二羧酸脱水酶等。在某些方面，所选的二醇脱水酶可以具有一种或多种以上示例性示出的二醇脱水酶活性，如2，3-丁二醇脱水酶活性、3，4-己二醇脱水酶活性和/或4，5-辛二醇脱水酶活性寸。在某些方面，二醇脱水酶可以从肺炎克雷伯氏菌MGH78578获得，包括从这种或其它微生物的Pdu⑶E基因获得。在某些方面，重组微生物可以包含一种或多种选自SEQIDNO:103、105以及107的核苷酸参照序列所编码的二醇脱水酶，或具有选自SEQIDNO:104、106以及108的多肽序列的酶，包括其生物活性片段或变体，如优化的变体。某些方面也可以包含与SEQIDNOS:103-108具有80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%序列同一性的核苷酸序列或多肽序列。在某些方面，SEQIDNO:104的多肽可以包含某些保守的氨基酸残基，包括选自下述的保守氨基酸残基:D149、P151、A155、A159、G165、E168、E170、A183、G189、G196、Q200、E208、G215、Y219、E221、T222、S224、Y226、G227、T228、F232、G235、D236、D237、T238、P239、S241、L245、Y249、S251、R252、G253、K255、R257、S260、E265、M268、G269、S275、Y278、L279、E280、C283、G291、Q293、G294、Q296、N297、G298、G312、E329、S341、R344、G356、D371、N372、F374、S377、R392、D393、R412、L477、A486、G499、D500、S516、N522、D523、Y524、G526以及G530.在某些方面，二醇脱水酶可以包括多肽，所述多肽包含与SEQIDNOS:308_311具有0%、85%、90%、95%、97%、98%、99%序列同一性的氨基酸序列。SEQIDNO308表示PduG的多肽序列，即衍生于肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的二醇脱水酶再激活大亚基。SEQIDNO:309表示PduH的多肽序列，即衍生于肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的二醇脱水酶再激活小亚基。SEQIDNO:310表示来自丁酸梭菌的不依赖B12的甘油脱水酶的多肽序列。SEQIDNO:311表示来自丁酸梭菌的甘油脱水酶激活剂的多肽序列。在某些方面，不依赖B12的甘油脱水酶可以包含保守的氨基酸残基，如T36、G74、P87、E88、E97、W126、R221、A263、Q265、R287、D289、E309、R317、G335、G345、G346、N356、P374、R379、G399、G401、P403、D408、G432、C433、N452、C529、G533、G539、G540、S559、G603、N604、A654、G658、R659、D676、N702、Q735、N737、A747、P751、R760、V761、A762、G763、Q776、I780和/或R782。在某些方面，不依赖B12的甘油脱水酶激活剂可以包含某些保守的氨基酸残基，包括D19、G20、G22、R24、F28、G31、C32、C36、W38、C39、N41、P42、C58、C64、C96、G129、T132、G135、G136、D185、R187、N208、R222和/或R264。本文所述的脱水和还原途径可以包含一种或多种醇脱氢酶或次级醇脱氢酶。作为脱水和还原途径中一部分的“醇脱氢酶”或“次级醇脱氢酶”通常指催化醛或酮取代基转化为醇的酶。例如，4-辛酮可以被次级醇脱氢酶一酶促步骤还原为4-辛醇，其用于将丁偶姻转化为生物燃料。假单胞菌表达至少一种次级醇脱氢酶，其利用NAD+作为辅因子，将4-辛醇氧化为4-辛酮。作为另一实例，红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)ATCC4277利用NADH作为辅因子，利用也催化3-癸醇和4-癸醇氧化的酶，催化中到长链次级脂肪醇的氧化。另外，褐色诺卡氏菌(Norcadiafusca)AKU2123含有(S)-特异性次级醇脱氢酶。编码次级醇脱氢酶的基因可以根据本领域已知的技术从这些和其它生物分离，并且并入本文所述的微生物系统或重组微生物中。在某些实施方案中，微生物系统或分离的微生物可以包含来自假单胞菌(Pseudomonads)、红平红球菌ATCC4277、褐色诺卡氏菌AKU2123或其它适宜的生物的天然或优化的次级醇脱氢酶。次级醇脱氢酶的实例包括但不限于2-丁醇脱氢酶、3-己醇脱氢酶、4-辛醇脱氢酶、5-癸醇脱氢酶、6-十二烷醇脱氢酶、7-十四烷醇脱氢酶、8-十六烷醇脱氢酶、2，5-二甲61基-3-己醇脱氢酶、3，6-二甲基-4-辛醇脱氢酶、2，7-二甲基-4-辛醇脱氢酶、2，9-二甲基-4-癸醇脱氢酶、1，4-二苯基-2-丁醇脱氢酶、二-1，4-(4-羟苯基)-2-丁醇脱氢酶、1，4-二吲哚-2-丁醇脱氢酶、环戊醇脱氢酶、2(或3)-戊醇脱氢酶、2(或3)-己醇脱氢酶、2(或3)-庚醇脱氢酶、2(或3)-辛醇脱氢酶、2(或3)-壬醇脱氢酶、4-甲基_2(或3)-戊醇脱氢酶、4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、6-甲基_2(或3)_庚醇脱氢酶、1-苯基_2(或3)-丁醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2(或3)-丁醇脱氢酶、1-吲哚-2(或3)-丁醇脱氢酶、3(或4)-庚醇脱氢酶、3(或4)-辛醇脱氢酶、3(或4)-壬醇脱氢酶、3(或4)-癸醇脱氢酶、3(或4)-十一烷醇脱氢酶、2-甲基_3(或4)-己醇脱氢酶、5-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶、6-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶、7-甲基_3(或4)-辛醇脱氢酶、1-苯基-2(或3)-戊醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2(或3)-戊醇脱氢酶、1-吲哚-2(或3)-戊醇脱氢酶、4(或5)-壬醇脱氢酶、4(或5)-癸醇脱氢酶、4(或5)-十一烷醇脱氢酶、4(或5)-十二烷醇脱氢酶、2-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶、3-甲基-4(或5)-辛醇脱氢酶、2-甲基-4(或5)-辛醇脱氢酶、8-甲基-4(或5)-壬醇脱氢酶、1-苯基-2(或3)-己醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2(或3)-己醇脱氢酶、1-吲哚_2(或3)-己醇脱氢酶、4(或5)-十一烷醇脱氢酶、5(或6)-十一烷醇脱氢酶、5(或6)-十三烷醇脱氢酶、2-甲基_3(或4)-辛醇脱氢酶、3-甲基_4(或5)-壬醇脱氢酶、2-甲基_4(或5)-壬醇脱氢酶、2-甲基_5(或6)_癸醇脱氢酶、1-苯基_2(或3)-庚醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2(或3)-庚醇脱氢酶、1-吲哚-2(或3)-庚醇脱氢酶、6(或7)-十三烷醇脱氢酶、6(或7)-十四烷醇脱氢酶、2-甲基-3(或4)-壬醇脱氢酶、3-甲基-4(或5)-癸醇脱氢酶、2-甲基-4(或5)-癸醇脱氢酶、2-甲基-5(或6)-十一烷醇脱氢酶、1-苯基-2(或3)-辛醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2(或3)-辛醇脱氢酶、1-吲哚_2(或3)-辛醇脱氢酶、7(或8)-十五烷醇脱氢酶、2-甲基-3(或4)-癸醇脱氢酶、3-甲基-4(或5)-十一烷醇脱氢酶、2-甲基-4(或5)-十一烷醇脱氢酶、2-甲基-5(或6)-十二烷醇脱氢酶、1-苯基-2(或3)-壬醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2(或3)-壬醇脱氢酶、1-吲哚_2(或3)-壬醇脱氢酶、2-甲基_3(或4)-十一烷醇脱氢酶、3-甲基-4(或5)-十二烷醇脱氢酶、2-甲基-4(或5)-十二烷醇脱氢酶、2-甲基-5(或6)-十三烷醇脱氢酶、I"苯基_2(或3)-癸醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2(或3)-癸醇脱氢酶、1-吲哚_2(或3)-癸醇脱氢酶、2，5_二甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶、2，6_二甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶、2，7-二甲基-3(或4)-辛醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基-2(或3)-戊醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2(或3)-戊醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2(或3)-戊醇脱氢酶、2，6-二甲基-4(或5)-辛醇脱氢酶、3，8-二甲基-4(或5)-壬醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、2，8_二甲基_4(或5)-壬醇脱氢酶、1-苯基-5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶、1-吲哚-5-甲基_2(或3)-己醇脱氢酶、1-苯基-6-甲基-2(或3)-庚醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-6-甲基_2(或3)-庚醇脱氢酶、1-吲哚-6-甲基-2(或3)-庚醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2(或3)-丁醇脱氢酶、1-吲哚-4-苯基-2(或3)-丁醇脱氢酶、1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2(或3)-丁醇脱氢酶、1,10-二氨基-5-癸醇脱氢酶、1，4-二(4-羟苯基)-2-丁醇脱氢酶、2-己醇_1，6-二羧酸脱氢酶、苯基乙醇脱氢酶、4-羟苯基乙醇脱氢酶、吲哚-3-乙醇脱氢酶等。在某些方面，所选的醇脱氢酶或次级醇脱氢酶可以具有一种或多种以上示例性示出的醇脱氢酶活性，如2-丁醇脱氢酶活性、3-己醇脱氢酶活性和/或4-辛醇脱氢酶活性寸。在某些方面，重组微生物可以包含选自SEQIDNO:109、111、113、115、117、119、121、123、125、127、129、131、133、135、137、139以及141的核苷酸参照序列所编码的一种或多种次级醇脱氢酶，或具有选自SEQIDNO:110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132、134、136、138、140以及142的多肽序列的酶，包括其生物活性片段或变体，如优化的变体。某些方面也可以包含与SEQIDNOS:109-142具有80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%序列同一性的核苷酸序列或多肽序列。对于上文所涉及的次级醇脱氢酶序列，SEQIDNO:109是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh-l:PP_1946)的核苷酸序列，SEQIDNO:110是其多肽序列。SEQIDNO111是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh_2:PP_1817)的核苷酸序列，SEQIDNO:112是其多肽序列。SEQIDNO113是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh_3PP_1953)的核苷酸序列，SEQIDNO:114是其多肽序列。SEQIDNO115是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh-4:PP_3037)的核苷酸序列，SEQIDNO:116是其多肽序列。SEQIDNO117是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh_5PP_1852)的核苷酸序列，SEQIDNO118是其多肽序列。SEQIDNO119是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh-6:PP_2723)的核苷酸序列，SEQIDNO:120是其多肽序列。SEQIDNO121是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh_7PP.2002)的核苷酸序列，SEQIDNO122是其多肽序列。SEQIDNO123是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh-8:PP_1914)的核苷酸序列，SEQIDNO:124是其多肽序列。SEQIDNO125是分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh_9PP_1914)的核苷酸序列，SEQIDNO126是其多肽序列。SEQIDNO127分离自恶臭假单胞菌KT2440的次级醇脱氢酶(2adh-10:PP_3926)的核苷酸序列，SEQIDNO:128是其多肽序列。SEQIDNO129是分离自荧光假单胞菌Pf_5的次级醇脱氢酶(2adh_l1PFL_1756)的核苷酸序列，SEQIDNO130是其多肽序列。SEQIDNO:131是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh_12:KPN_01694)的核苷酸序列，SEQIDNO132是其多肽序列。SEQIDNO133是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh-13:KPN_02061)的核苷酸序列，SEQIDNO:134是其多肽序列。SEQIDN0:135是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh_14:KPN_00827)的核苷酸序列，SEQIDNO136是其多肽序列。SEQIDNO137是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh-16:KPN_01350)的核苷酸序列，SEQIDNO138是其多肽序列。SEQIDN0:139是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh_17:KPN_03369)的核苷酸序列，SEQIDN0:140是其多肽序列。SEQIDNO:141是分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的次级醇脱氢酶(2adh_18:KPN_03363)的核苷酸序列，SEQIDNO:142是其多肽序列。在某些方面，醇脱氢酶(如DEHU氢化酶)、次级醇脱氢酶(2ADH)，其片段、变体或衍生物，或利用此类活性位点的任何其它酶，可以包含以下至少之一烟碱腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、NADH、烟碱腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)或NADPH结合基序。在某些实施方案中，NAD+、NADH、NADP+或NADPH结合基序可以选自Y-X-G-G-X-Y,Y-X-X-G-G-X-Y、Y-X-X-X-G-G-X-Y,Y-X-G-X-X-Y,Υ-Χ-X-G-G-X-X-Y,Υ-Χ-Χ-X-G-X-X-Y,Y-X-G-X-Y,Y-X-X-G-X-Y,Y-X-X-X-G-X-Y以及Υ-Χ-Χ-Χ-X-G-X-Y；其中Y独立地选自丙氨酸、甘氨酸以及丝氨酸，其中G是甘氨酸，且其中X独立地选自遗传编码的氨基酸。作为还原和脱水途径中步骤的一实例，α-羟基环戊酮可以还原为1，2_环戊二醇。例如，分离自Hansenulaofunaensis的甘油脱氢酶有利于α-羟基酮和α-酮基酮的还原，且具有广泛的底物特异性。衍生于多型汉逊酵母的类似的醇脱氢酶和内消旋_2，3_丁二醇脱氢酶具有类似特性。某些实施方案可以将1，2-环戊二醇脱氢酶并入微生物系统或分离的微生物。其它实施方案可以并入来自Hansenulaofunaensis、多型汉逊酵母、肺炎克雷伯氏菌或任何其它适宜生物的甘油脱氢酶。通过实例的方式，作为还原和脱水途径中的一酶促步骤，化学品或烃，如1，2_环戊二醇，可以脱水形成环戊酮。存在至少两种不同类型的催化化学品如1，2_环戊二醇的脱水反应的二醇脱水酶。包含还原和脱水途径的微生物系统的某些实施方案包含二醇脱水酶，如1，2-环戊二醇脱水酶。在还原和脱水途径的最后酶促步骤中，此类示例性化学品如α-羟基环戊酮至环戊醇的转化，可以包括环戊酮还原为环戊醇。这个步骤可以为环戊醇脱氢酶催化，其见于丛毛单菌(Comomonassp.)菌株NCIMB9872，并且已经分离了其基因(cpnA)。微生物系统或分离的微生物的某些实施方案可以包含环戊醇脱氢酶，除了本文所述的其它之外，诸如丛毛单菌菌株NCIMB9872的cpnA所表达的环戊醇脱氢酶。如下文所详述的，在某些实施方案中，所选的C-C连接途径可与还原和脱水途径的所选组分或酶组合使用，产生大量生产型化学品或其中间物。例如，某些实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛裂解酶，其中还原和脱水途径可以包含2，3-丁二醇脱氢酶、2，3-丁二醇脱水酶以及2-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案可以包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_己二醇脱氢酶、3，4_己二醇脱水酶以及3-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含4，5-辛二醇脱氢酶、4，5-辛二醇脱水酶以及4-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含5，6_癸二醇脱氢酶、5，6_癸二醇脱水酶以及5-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径包含6，7-十二烷二醇脱氢酶、6，7-十二烷二醇脱水酶以及6-十二烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含7，8_十四烷二醇脱氢酶、7，8_十四烷二醇脱水酶以及7-十四烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含8，9-十六烷二醇脱氢酶、8，9-十六烷二醇脱水酶以及8-十六烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含2，5-二甲基-3，4-己二醇脱氢酶、2，5-二甲基-3，4-己二醇脱水酶以及2，5-二甲基-3-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基_丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含3，6-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、3，6-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶以及3，6_二甲基-4-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基-丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含2，7-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、2，7-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶以及2，7-二甲基-4-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基-丁醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含2，9-二甲基-5，6-癸二醇脱氢酶、2，9-二甲基-4，5-癸二醇脱水酶以及2，9_二甲基-4-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含苯乙醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含1，4-二苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、1，4-二苯基-2，3-丁二醇脱水酶以及1，4-二苯基-2-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含苯乙醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含二-l，4-(4-羟苯基)-2，3_丁二醇脱氢酶、二-l，4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶以及二-1，4-(4-羟苯基)-2-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含苯乙醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含1，4_二吲哚-2，3-丁二醇脱氢酶、1，4-二吲哚-2，3-丁二醇脱水酶以及1，4-二吲哚-2-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含α-酮己二酸羧基裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含1，2_环戊二醇脱氢酶、1，2_环戊二醇脱水酶以及环戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/丙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-戊二醇脱氢酶、2，3-戊二醇脱水酶以及2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-己二醇脱氢酶、2，3-己二醇脱水酶以及2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-庚二醇脱氢酶、2，3-庚二醇脱水酶以及2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/己醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-辛二醇脱氢酶、2，3-辛二醇脱水酶以及2(或3)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-壬二醇脱氢酶、2，3-壬二醇脱水酶以及2(或3)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4-甲基_2，3-戊二醇脱氢酶、4-甲基_2，3-戊二醇脱水酶以及4-甲基_2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、4-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶以及5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含6-甲基_2，3-庚二醇脱氢酶、6-甲基_2，3-庚二醇脱氢酶以及6-甲基_2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基_2，3-丁二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-丁二醇脱水酶以及1-苯基_2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶以及1_(4-羟苯基)-2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含乙醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚_2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-丁二醇脱水酶以及1-吲哚_2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_庚二醇脱氢酶、3，4-庚二醇脱水酶以及3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_辛二醇脱氢酶、3，4_辛二醇脱水酶以及3(或4)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/己醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_壬二醇脱氢酶、3，4_壬二醇脱水酶以及3(或4)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/庚醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_癸二醇脱氢酶、3，4_癸二醇脱水酶以及3(或4)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，4_十一烷二醇脱氢酶、3，4_十一烷二醇脱水酶以及3(或4)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-3，4-己二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-己二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含5-甲基_3，4-庚二醇脱氢酶、5-甲基_3，4-庚二醇脱水酶以及5-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含6-甲基-3，4_庚二醇脱氢酶、6-甲基-3，4-庚二醇脱水酶以及6-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含7-甲基_3，4-辛二醇脱氢酶、7-甲基_3，4-辛二醇脱水酶以及7-甲基_3(或4)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛和苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基_2，3-戊二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-戊二醇脱水酶以及1-苯基_2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇脱水酶以及1_(4-羟苯基)-2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丙醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚_2，3-戊二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-戊二醇脱水酶以及1-吲哚_2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4，5-壬二醇脱氢酶、4，5-壬二醇脱水酶以及4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/己醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4，5-癸二醇脱氢酶、4，5-癸二醇脱水酶以及4(或5)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/庚醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4，5-十一烷二醇脱氢酶、4，5-十一烷二醇脱水酶以及4(或5)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含4，5-十二烷二醇脱氢酶、4，5-十二烷二醇脱水酶以及4(或5)-十二烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-庚二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3-甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-辛二醇脱水酶以及3-甲基-4(或5)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基_4，5-辛二醇脱氢酶、2-甲基_4，5-辛二醇脱水酶以及2-甲基_4(或5)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含8-甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、8-甲基-4，5-壬二醇脱水酶以及8-甲基-4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-2，3-己二醇脱氢酶、I"苯基_2，3-己二醇脱水酶以及1-苯基_2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4_羟苯基)-2，3_己二醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2，3-己二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含丁醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚_2，3-己二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-己二醇脱水酶以及1-吲哚-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/己醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含5，6-十一烷二醇脱氢酶、4，5-十一烷二醇脱水酶以及4(或5)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/庚醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含5，6_十一烷二醇脱氢酶、5，6-十一烷二醇脱水酶以及5(或6)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含5，6_十三烷二醇脱氢酶、5，6_十三烷二醇脱水酶以及5(或6)-十三烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-3，4-辛二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-辛二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3-甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-壬二醇脱水酶以及3-甲基-4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基_4，5-壬二醇脱氢酶、2-甲基_4，5-壬二醇脱水酶以及2-甲基_4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-5，6-癸二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-癸二醇脱水酶以及2-甲基-5(或6)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-2，3-庚二醇脱氢酶、I"苯基_2，3-庚二醇脱水酶以及1-苯基-2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4_羟苯基)-2，3_庚二醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2，3-庚二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含戊醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-2，3-庚二醇脱氢酶、1-吲哚-2，3-庚二醇脱水酶以及1-吲哚-2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/庚醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含6，7-十三烷二醇脱氢酶、6，7-十三烷二醇脱水酶以及6(或7)-十三烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含6，7-十四烷二醇脱氢酶、6，7-十四烷二醇脱水酶以及6(或7)-十四烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基_3，4-壬二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-壬二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3-甲基-4，5-癸二醇脱氢酶、3-甲基_4，5-癸二醇脱水酶以及3-甲基_4(或5)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-4，5-癸二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-癸二醇脱水酶以及2-甲基-4(或5)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基_5，6-十一烷二醇脱氢酶、2-甲基_5，6-十一烷二醇脱水酶以及2-甲基-5(或6)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基_2，3-辛二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-辛二醇脱水酶以及1-苯基_2(或3)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-2，3-辛二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-辛二醇脱水酶以及1_(4-羟苯基)-2(或3)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含己醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚_2，3-辛二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-辛二醇脱水酶以及1-吲哚_2(或3)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/辛醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含7，8-十五烷醛脱氢酶、7，8-十五烷醛脱水酶以及7(或8)-十五烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-3，4-癸二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-癸二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3-甲基_4，5-十一烷二醇脱氢酶、3-甲基_4，5-十一烷二醇脱水酶以及3-甲基_4(或5)_十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/3-甲基_丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-4，5-十一烷二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-十一烷二醇脱水酶以及2-甲基-4(或5)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-5，6-十二烷二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-十二烷二醇脱水酶以及2-甲基-5(或6)-十二烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基_2，3-壬二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-壬二醇脱水酶以及1-苯基_2(或3)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-2，3-壬二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-2，3-壬二醇脱水酶以及1_(4-羟苯基)-2(或3)_壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含庚醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚_2，3-壬二醇脱氢酶、1-吲哚_2，3-壬二醇脱水酶以及1-吲哚_2(或3)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/异丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-3，4-十一烷二醇脱氢酶、2-甲基-3，4-十一烷二醇脱水酶以及2-甲基_3(或4)-十一烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/2-甲基_丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3-甲基-4，5-十二烷二醇脱氢酶、3-甲基-4，5-十二烷二醇脱水酶以及3-甲基-4(或5)-十二烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-4，5-十二烷二醇脱氢酶、2-甲基-4，5-十二烷二醇脱水酶以及2-甲基-4(或5)-十二烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2-甲基-5，6-十三烷二醇脱氢酶、2-甲基-5，6-十三烷二醇脱水酶以及2-甲基-5(或6)-十三烷醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基_2，3-癸二醇脱氢酶、1-苯基_2，3-癸二醇脱水酶以及1-苯基-2(或3)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4_羟苯基)-2，3_癸二醇脱氢酶、1-(4_羟苯基)-2，3-癸二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-2(或3)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含辛醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-2，3-癸二醇脱氢酶、1-吲哚-2，3-癸二醇脱水酶以及1-吲哚-2(或3)-癸醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛/2-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，5-二甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、2，5-二甲基_3，4-庚二醇脱水酶以及2，5-二甲基-3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，6_二甲基-3，4-庚二醇脱氢酶、2，6_二甲基-3，4-庚二醇脱水酶以及2，6-二甲基-3(或4)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，7-二甲基-3，4-辛二醇脱氢酶、2，7-二甲基-3，4-辛二醇脱水酶以及2，7-二甲基-3(或4)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基-2，3-戊二醇脱水酶以及1-苯基-4-甲基-2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含异丁醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-戊二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4"甲基-2，3-戊二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-4"甲基_2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，且其中C-C连接途径可以包含异丁醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-4-甲基_2，3-戊二醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-戊二醇脱水酶以及1-吲哚-4-甲基-2(或3)-戊醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基-丁醛/3-甲基-丁醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，6-二甲基-4，5-辛二醇脱氢酶、2，6-二甲基-4，5-辛二醇脱水酶以及2，6-二甲基-4(或5)-辛醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基-丁醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含3，8-二甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、3，8-二甲基_4，5-壬二醇脱水酶以及3，8-二甲基_4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基_丁醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-苯基-4-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-苯基-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基-丁醛/4-羟苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含2-甲基-丁醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-4-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-吲哚-4-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-吲哚-4-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基-丁醛/4-甲基-戊醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含2，8_二甲基-4，5-壬二醇脱氢酶、2，8-二甲基-4，5-壬二醇脱水酶以及2，8-二甲基-4(或5)-壬醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基_丁醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-苯基-5-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-苯基-5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基-丁醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-5-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含3-甲基-丁醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-5-甲基-2，3-己二醇脱氢酶、1-吲哚-5-甲基-2，3-己二醇脱水酶以及1-吲哚-5-甲基-2(或3)-己醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含4-甲基-戊醛/苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-苯基-6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-苯基-6-甲基-2，3-庚二醇脱水酶以及1-苯基-6-甲基-2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含4-甲基_戊醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-6-甲基-2，3-庚二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-6-甲基_2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含4-甲基-戊醛/吲哚乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-6-甲基-2，3-庚二醇脱氢酶、1-吲哚-6-甲基-2，3-庚二醇脱水酶以及1-吲哚-6-甲基_2(或3)-庚醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含苯乙醛/4-羟苯基乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇脱水酶以及1-(4-羟苯基)-4-苯基-2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含苯乙醛/吲哚苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-4-苯基-2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚-4-苯基-2，3-丁二醇脱水酶以及1-吲哚-4-苯基-2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含4-羟苯基乙醛/吲哚苯乙醛裂解酶中至少之一，且其中还原和脱水途径可以包含1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱氢酶、1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2，3-丁二醇脱水酶以及1-吲哚-4-(4-羟苯基)-2(或3)-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含5-氨基-戊醛(pantaldehyde)裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含1，10-二氨基_5，6_癸二醇脱氢酶、1，10-二氨基-5，6-癸二醇脱水酶以及1，10-二氨基-5-癸醇脱氢酶中至少之ο其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含4-羟苯基乙醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含1，4_二(4-羟苯基)-2，3_丁二醇、1，4_二(4-羟苯基)-2，3_丁二醇脱水酶以及1，4_二(4-羟苯基)-2-丁醇脱氢酶中至少之一。其它实施方案包括方法，其中C-C连接途径可以包含琥珀酸半醛裂解酶，且其中还原和脱水途径可以包含2，3-己二醇-1，6-二羧酸脱氢酶、2，3-己二醇-1，6-二羧酸脱水酶以及2-己醇-1，6-二羧基脱氢酶中至少之一。微生物系统或重组微生物的某些实施方案可以包含编码能催化(如还原和脱水)4_辛醇转化为辛烯或辛烷的酶的基因。其它实施方案可以包含再设计的或重新设计的该还原和脱水途径的酶。例如，三种再设计的酶可以将4-辛酮转化为3-辛烯和4-辛烯。第一步骤可以被再设计的异柠檬酸脱氢酶催化。这种酶可以催化4-羟基_3(或5)-羧基辛烷的形成。4-羟基可以被再设计的激酶磷酸化。最后，再设计的甲羟戊酸二磷酸脱羧酶催化3(或4)-辛烯的形成。在其它实施方案中，数种再设计的酶可以将4-辛酮转化为辛烷。例如，4-羟基-3(或5)-羧基辛烷依次还原和脱水，形成3(或5)-羧基辛烷。参与脂肪酸代谢的再设计的酶可以催化这些反应。3(或5)-羧基辛烷可以被醛脱氢酶还原为相应的醛，并且产物可以去羰基化，形成辛烷，其由再设计的脱羰基酶所催化。如上所述，为了产生某些大量生产型化学品，如2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇等其它相似的化学品，生物合成途径(如醛生物合成途径)可以任选地包含或还包含一个或多个编码脱羧酶的基因，所述酶例如吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)，以便产生醛。在某些方面，IPDC可以包含与SEQIDNO:312所示氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一的氨基酸序列。IDPC酶可以包含某些保守的氨基酸残基，如G24、D25、E48、A55、R60、G75、E89、H113、G252、G405、G413、G428、G430和/或N456。在这些和其它实施方案中，重组微生物可以包含醛还原酶，如苯乙醛还原酶(PAR)，以便将醛转化为大量生产型化学品。在某些方面，PAR可以包含与SEQIDN0:313所示的氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一的氨基酸序列，SEQIDNO:313表示衍生于红球菌(Rhodococcussp.)ST-IO的PAR酶的序列。在某些方面，PAR酶可以包含烟碱腺嘌呤二核苷酸(NAD+)、NADH、烟碱腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)或NADPH结合基序中至少之一。在某些实施方案中，NAD+、NADH、NADP+或NADPH结合基序可以选自Y-X-G-G-X-Y、Y-X-X-G-G-X-Y、Y-X-X-X-G-G-X-Y、Y-X-G-X-X-Y,Y-X-X-G-G-X-X-Y、Υ-Χ-Χ-Χ-G-X-X-Y、Y-X-G-X-Y,Y-X-X-G-X-Y,Y-X-X-X-G-X-Y以及Υ-Χ-Χ-Χ-X-G-X—Y；其中Y独立地选自丙氨酸、甘氨酸以及丝氨酸，其中G是甘氨酸，并且其中X独立地选自遗传编码的氨基酸。在某些实施方案中，此类重组微生物也可以或可选地包含具有选自下述至少之一的活性的次级醇脱氢酶苯基乙醇脱氢酶活性、4-羟苯基乙醇脱氢酶活性以及吲哚-3-乙醇脱氢酶活性，以便将醛还原为其相应的醇(如2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇)。本发明的实施方案还包括将适宜的单糖转化为大量生产型化学品的方法，包括(a)获得适宜的单糖；(b)使适宜的单糖与微生物系统接触足以将适宜的单糖转化为生物燃料的时间，其中微生物系统包含(i)一个或多个编码和表达脂肪酸生物合成途径、氨基酸生物合成途径和/或短链醇生物合成途径的基因；(ii)一个或多个编码和表达酮酸脱羧酶、醛脱氢酶和/或醇脱氢酶的基因；以及(iii)选自以下的酶还原途径(1)酶促长链醇还原途径，(2)酶促脱羰基途径，(3)酶促脱羧基途径，以及(4)包括(1)、(2)和/或(3)的酶促还原途径，从而将适宜的单糖转化为大量生产型化学品。本发明的实施方案可以包含一个或多个编码和表达脂肪酸合成途径中的酶的基因，其可以用于，作为一实例，产生链烷形成的生物燃料，如中到长链烷烃。在某些实施方案中，可以重新校准或再设计微生物系统中脂肪酸生物合成途径的特异性。仅以实例的方式，微生物通常产生长链脂肪酸(如大肠杆菌天然产生大量长链脂肪酸(在全细胞中C16-C19<95%)和小量中链脂肪酸(在全细胞中C12:2%mC145%))的混合物。在某些实施方案中，重新校准或再基因工程化可以涉及增加中链链烷的产生，其包括但不限于辛酸盐(C8)、癸酸盐(ClO)、月桂酸盐(C12)、十四烷酸盐(C14)以及棕榈酸盐(C16)，因为由这些脂肪酸所产生的链烷是汽油、柴油以及煤油的主要组分。除了这些脂肪酸以外，其它实施方案可以涉及长链脂肪酸产生的增加，包括但不限于硬脂酸盐(C18)、花生四烯酸盐(C20)、山嵛酸盐(C22)以及更长的脂肪酸，因为由这些脂肪酸所产生的正-链烷是重油中主要组分之一。例如，萼距花属(Cuphea)主要积聚中链脂肪酸，其作为其种子油的主要组分，且这些组合物因物种不同而不同。特别是，Cupheapulcherrima积聚辛酸盐(C8:0)96%，Cupheakoehneana积聚癸酸盐(C100)95.3%,CupheapoIymorpha积聚月桂酸盐(C12:0)80.1%。本申请的微生物系统或分离的微生物的实施方案可以并入编码参与脂肪酸生物合成途径的酶的、来自各种萼距花属物种的基因，且这些微生物可以部分涉及中链脂肪酸的产生。73在其它实施方案中，衍生于各种物种包括萼距花(Cupheahookeriana)、Cupheapalustris、力口禾Ij福尼亚桂树(Umbellulariacalifornica)以及棒树(Cinnamomumcamphorum)的酰基-酰基载体蛋白(ACP)硫酯酶(TEs)，可以在如大肠杆菌的微生物中过表达，其中形成辛酸盐(C8)、癸酸盐(ClO)、月桂酸盐(C12)、十四烷酸盐(C14)以及棕榈树盐(C16)的每一中链脂肪酸的特异性活性相对野生型获得改善。某些实施方案可以包括参与脂肪酸生物合成的其它酶组分，如本领域技术人员所知的，其包括但不限于ACP和β-酮酰基ACP合酶(KAS)IV。本申请的微生物系统和分离的微生物也可以并入脂肪醛脱氢酶，以将脂肪酸还原为脂肪醛。仅以说明的方式，脂肪酸向脂肪醛的转化可以被分离自各种适宜生物的中和/或长链脂肪醛脱氢酶催化。某些实施方案可以并入例如衍生于哈维氏弧菌(Vibrioharveyi)的脂肪醛脱氢酶。本申请的微生物系统和分离的微生物也可以并入一种或多种催化脂肪醛转化为生物燃料如正链烷的酶，包括例如，包含酶促长链醇还原途径的酶。某些实施方案可以并入来自各种其它来源的编码能催化脂肪酸还原和脱水为生物燃料如链烷的酶的基因。例如，细菌菌株HD-I能产生生物燃料，如各种链长度的正链烷，并且也产生奇数和偶数链烷两者。本文所提供的微生物系统和重组微生物的某些实施方案可以并入编码参与该途径的酶的HD-I基因。其它实施方案可以并入再设计的或重新设计的该还原途径的酶。例如，本发明的实施方案可以包括再设计的异柠檬酸脱氢酶，其可以催化2-羧基-1-醇的形成。在某些实施方案中，2-羧基-1-醇可以依次还原和脱水，形成2-羧基-链烷，该链烷可以被再设计的参与脂肪酸代谢的酶催化。2-羧基-链烷可以被醛脱氢酶还原为相应的醛，随后脱羰基形成正-链烷，其由下文所讨论的再设计的脱羰基酶所催化。这些微生物系统的某些实施方案可以产生偶数正_链烷、奇数正_链烷，或两者。本申请的某些实施方案可以并入编码催化脱羰基或酶促脱羰基途径的酶的基因。仅以实例的方式，绿色建群藻布朗葡萄藻(Botyrococcusbraimii)种族A产生线性奇数C27、C29以及C31烃，其总计占该藻类干重的达32%。这种生物的微生物制剂具有脱羰基活性。来自布朗葡萄藻培养物的这种脱羰基酶是含有钴_原卟啉IX的酶。分离的微生物的某些微生物系统可以并入编码来自布朗葡萄藻的脂肪醛脱羰基酶的基因。其它实施方案可以包括再设计的脱羰基酶，例如其中N末端膜序列被取代。以说明的方式，类似的酶即含有Fe-原卟啉IX(亚铁血红素)细胞色素P450的功能活性通过取代N末端膜相关序列获得改善，且本微生物系统的脱羰基酶的功能活性可以包含类似的取代或改善。其它实施方案可以并入编码Co-卟啉合酶的基因。以说明的方式，脱羰基酶可以利用Co-原卟啉IX作为辅因子，且破伤风梭菌(Clostridiumtetranomorphum)能将钴并入孵育的原卟啉IX中。某些实施方案可以并入来自破伤风梭菌或来自其它适宜微生物的Co-卟啉合酶。其它实施方案可以利用如Co2+、Fe2+以及Ni2+的无机金属作为催化剂，并入重新设计的脱羰基酶。某些实施方案可以包含编码负责链烯形成或酶促脱羧基途径的酶的基因。这些基因可以衍生于或分离自各种来源，如高等植物和昆虫。例如，诸如萌发的红花(红花(CarthamustinctoriusL.))的高等植物产许多奇数1-链烯，其除了其相应脂肪酸脱羧所产生的约80-90%1,8,11,14-十七四烯外，还包括1_十五碳烯、十七碳烯、1，8-十七碳二烯以及1，8，11_十七碳三烯。某些实施方案可以并入来自诸如红花的高等植物的基因。其它实施方案可以并入编码负责链烯从微生物形成(如酶促脱羧途径)的酶的基因，所述微生物包括但不限于诸如细菌菌株DH-1。以说明的方式，除正-链烷外，细菌菌株DH-I还产生正-链烯。其它实施方案可以并入来自用于酶促脱羧途径的重新设计的酶的基因。例如，这些再设计的酶将羟基脂肪酸转化为正_链烯。第一步被再设计的激酶催化，该激酶催化β-羟基的磷酸化。再设计的甲羟戊酸二磷酸脱羧酶随后催化正-链烯如正-ι-链烯的形成。任何微生物都可以根据本发明来使用。在某些方面，微生物是真核或原核微生物。在某些方面，微生物是酵母，如酿酒酵母。在某些方面，微生物是细菌，如革兰氏阳性细菌或革兰氏阴性细菌。鉴于其快速生长速率、良好了解的遗传学、多种可利用的遗传工具以及产生异源蛋白的能力，遗传修饰的大肠杆菌可用于本文所述的微生物系统的某些实施方案，无论用于降解和代谢多糖，如藻酸盐或果胶，还是形成或生物合成大量生产型化学品，如生物燃料。部分基于酶和代谢物与宿主生物的相容性，其它微生物可以根据本发明来使用。例如，诸如以下的其它生物醋化醋酸杆菌、无色杆菌、嗜酸菌、不动杆菌、马杜拉放线菌、游动放线菌、敏捷好氧炽热球菌、农杆菌、产碱杆菌、菠萝(M)、节杆菌、黑曲霉、米曲霉、蜜蜂曲霉、粉状曲霉、斋藤曲霉、酱油曲霉、宇佐美曲霉、嗜碱芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、短芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、克劳氏芽孢杆菌、迟缓芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、浸麻芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、双歧芽孢杆菌、短短芽孢杆菌、洋葱伯克霍尔德氏菌、圆柱念珠菌、皱褶念珠菌、番木瓜(L)、纤维微菌、头孢霉菌、变动毛壳菌、细丽毛壳菌、梭菌、丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、热纤维素梭菌、(谷氨酸)棒杆菌、Corynebacteriumefficiens、大肠杆菌、肠球菌、菊欧文氏菌、葡糖酸杆菌、葡糖酸醋酸杆菌、盐盒菌、特异腐质霉、Humicolansolens、西唐北里孢菌、克雷伯氏菌、产酸克雷伯氏菌、克鲁维酵母、脆壁克鲁维酵母、乳酸克鲁维酵母、库克菌、Lactlactis、乳酸杆菌、发酵乳酸杆菌、清酒乳酸杆菌、乳球菌、乳酸乳球菌、明串珠菌、甲基孢囊菌、西西里甲烷叶菌、嗜器官产甲烷菌、布氏甲杆菌、蛾微杆菌、溶壁微球菌、小月菌、爪哇毛霉、分枝杆菌、漆斑菌、番木、亚硝化单胞菌、诺卡氏菌、番木瓜、片球菌、嗜盐片球菌、青霉菌、产黄青霉、橘青霉、埃默森青霉、娄地青霉、淡紫青霉、多色青霉、好氧反硝化菌、丙酸杆菌、假单胞菌、荧光假单胞菌、脱氮假单胞杆菌、火球菌、激烈火球菌、堀野氏火球菌、根癌菌、米黑根毛霉、微小根毛霉、根霉、德氏根霉、东京根霉、雪白根霉、米根霉、少孢根霉、红球菌、酿酒酵母、SclerotinaIibertina、多食鞘氨醇杆菌、鞘氨醇杆菌、鞘胺醇单胞菌、链球菌、嗜热链球菌Y-1、链霉菌、灰色链霉菌、变铅青链霉菌、鼠灰链霉菌、锈棕色链霉菌、紫红链霉菌、茂原链轮丝菌、四体球菌、栖热菌、泛养硫球菌、栓菌、木霉、长枝木霉、里氏木霉、绿色木霉、潘氏丝孢酵母、溶藻弧菌、黄单胞菌、酵母、鲁氏接合酵母、发酵单胞菌以及运动发酵单胞菌，都可以用作本文所提供的重组微生物，并且可以根据本发明的各种方法而使用。以示例而非限制的方式提供了下述实施例。实施例实施例1对大肠杆菌进行基因工程化使其生长于作为唯一碳源的藻酸盐上野生型大肠杆菌不能利用藻酸盐多聚体或降解的藻酸盐作为其唯一的碳源(参阅图4)。然而，灿烂弧菌已知能代谢藻酸盐，维持生长。为了产生利用降解的藻酸盐作为其唯一碳源的重组大肠杆菌，构建灿烂弧菌的fosmid文库(fosmidlibrary)，并将其克隆至大肠杆菌。为了制备灿烂弧菌fosmid文库，利用DNeasy血液和组织试剂盒(DNeasyBloodandTissueKit,Qiagen,Valencia,CA)，从灿烂弧菌BOl(由MartinPolz博士惠赠，MIT)分离基因组DNA。随后利用拷贝对照Fosmid文库产生试剂盒(CopyControlFosmidLibraryProductionKit)(Epicentre,Madison,WI)，构建fosmid文库。这种文库由插入载体pCClFOS(Epicentre，Madison,WI)的大约40kb的随机基因组片段组成。将fosmid文库包装进噬菌体，并用噬菌体文库转染容纳pD0NR221质粒(Invitrogen,Carlsbad,CA)的大肠杆菌DHlOB细胞，该质粒携带某些灿烂弧菌基因(V12B01_02425至V12B01_02480；编码II型分泌器；参阅SEQIDNO:1)。这种分泌蛋白质组区编码衍生于灿烂弧菌的II型分泌器，其被克隆至PD0NR221质粒中，并导入大肠杆菌菌株DHlOB(参阅实施例1)。选择转化体的氯霉素抗性，随后针对生长于降解的藻酸盐上的能力，对其进行筛选。筛选生长于降解的藻酸盐培养基上的所得转化体。通过在室温下将2%藻酸盐(Sigma-Aldrich,St.Louis,MO)IOmM磷酸钠缓冲液、50mMKCl、400mMNaCl与来自黄杆菌(Flavobacteriumsp.)的藻酸盐裂解酶(Sigma-Aldrich，St.Louis,MO)一起孵育至少一周，制备降解的藻酸盐培养基。将该降解的藻酸盐稀释至0.8%的浓度，制备生长培养基，其终浓度为IXM9盐、2mMMgS04U00yMCaC12、0.007%亮氨酸、0.01%酪蛋白氨基酸、1.5%NaCl(这包括所有的钠来源M9、稀释的藻酸盐和添加的NaCl)。分离一个在这种培养基上生长良好的含有fosmid的大肠杆菌克隆。利用FosmidMAXDNA纯化试剂盒(Epicentre，Madison，WI)分离并制备来自这种克隆的fosmidDNA。将这种分离的fosmid转移回DH10B细胞，并检测这些细胞生长于藻酸盐上的能力。结果示于图4中，其表明，某些含有fosmid的大肠杆菌克隆能生长于作为唯一碳源的藻酸盐上。根癌农杆菌提供了阳性对照(参见同心圆)。作为阴性对照，大肠杆菌DH10B细胞不能生长于藻酸盐上(参见阳性对照的紧邻左侧)。这些结果也证明，含于该灿烂弧菌衍生fosmid的克隆内的序列足以赋予大肠杆菌生长于作为唯一碳源的降解的藻酸盐上的能力。因此，含于PD0NR221载体内的II型分泌机制序列(secretionmachinerysequences)(即SEQIDNO1)(为最初的DH10B细胞容纳)，不是生长于降解的藻酸盐上所必需的。利用以下引物，通过ElimBiopharmaceuticals(Hayward,CA)，对足以赋予在作为唯一碳源的藻酸盐上生长的分离的fοsmid进行测序UniR3-GGGCGGCCGCAAGGGGTTCGCGTTGGCCGA(SEQIDNO147)和PCClFOS_uni_F_GGAGAAAATACCGCATCAGGCG(SEQIDNO148)。测序表明，载体含有基因组DNA部分，该部分含有全长基因V12B01_24189至V12B01_24249(参阅SEQIDNOS2-64)SEQIDNO:2表示V12B01_24189至V12B01_24249之间的整个区域的核苷酸序列。SEQIDNOS3-64表示含于SEQIDNO:2内的单个推断的基因。在该序列中，在V12B01_24189前存在大基因，其在fosmid克隆中是截短的。大基因V12B01_24184是推断的蛋白，与自动转运蛋白具有相似性，并且属于C0G321，其是一簇包括参与亚铁血红素利用或粘附的大外蛋白(exoprotein)的直系同源蛋白。在fosmid克隆中，V12B01_24184是N末端截短的，以便开始的5893bp从预测的可读框(经预测，其总共含有22889bp)丢失。实施例2对大肠杆菌进行基因工程化使其生长于作为唯一碳源的果胶上野生型大肠杆菌不能生长于作为唯一碳源的果胶、二或三半乳糖醛酸盐上。为了鉴定赋予大肠杆菌生长于作为唯一碳源的果胶、二或三半乳糖醛酸盐上的能力的最小组分，对容纳pBBRGal3P质粒和pTrcogl-kdgR质粒的大肠杆菌菌株BL21(DE3)进行基因工程化，并检测其生长于这些多糖上的能力。pBBRGal3P质粒经基因工程化，以含有胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种(Erwiniacarotovorasubsp.Atroseptica)SCRI1043的某些基因组区，其包括编码某些酶(kduI、kduD、ogl、pelW以及paeX)、转运蛋白(togM、togN、togA、togB以及kdgM)以及负责二和三半乳糖醛酸盐降解的调节蛋白(kdgR)的几个基因(kdgF，kduI，kduD，pelW，t0gM，togN，togA，togB，kdgM&&paeX)。SEQIDNO:65表示来自胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的kdgF-PaeX区的核苷酸序列。为了构建这种质粒，编码胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的kdgF、kdul、kduD、pelW、togM、togN、togA、togB、kdgM、paeX、ogl以及kdgR的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)进行扩增98°C10秒，60°C15秒，72°C6分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CGGGATCCAAGTTGCAGGATATGACGAAAGCG-3，)(SEQIDNO149)和反向引物(5’-GCTCTAGAAGATTATCCCTGTCTGCGGMGCGG-3，)(SEQIDNO150)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)以及50ng胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043基因组(ATCC)，总体积50μ1。载体pBBRlMCS-2随后通过聚合酶链式反应(PCR)进行扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C2.5分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0·5μM正向引物(5，-GCTCTAGAGGGGTGCCTAATGAGTGAGCTAAC-3，)(SEQIDNO151)和反向引物(5，-CGGGATCCGCGTTAATATTTTGTTAAAATTCGC-3，)(SEQIDNO152)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)以及50ngpBBRlMCS-2,总体积50μ1。两个扩增DNA片段都用BamHI和XbaI消化，并连接。pTrcogl-kdgR质粒经基因工程化以含有胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的某些基因组区，包括编码酶(ogl)和负责二和三半乳糖醛酸盐降解的调节蛋白(kdgR)的两个基因(ogl和kdgR)。SEQIDNO:66表示来自胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的ogl-kdgR的核苷酸序列。为了制备这种构建体，编码胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043的ogl和kdgR的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)进行扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-GCTCTAGAGTTTATGTCGCACCCGCCGTTGG-3，)(SEQIDNO153)和反向引物(5，-CCCAAGCTTAGAAAGGGAAATTGTGGTAGCCC-3，)(SEQIDNO154)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)以及50ng胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种SCRI1043基因组(ATCC)，总体积50μ1。扩增的DNA片段用XbaI和HindIII消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrc99A。将质粒pBBRGal3P和pTrcogl-kdgR共转化于大肠杆菌菌株BL21(DE3)中。将单个菌落接种于含有50μg/ml卡那霉素和100μg/ml氨苄青霉素的LB培养基中，并将培养物在200rpm、37C下培养于摇床培养箱(incubationshaker)中。当培养物达到0.6的OD600nm时，将500μ1培养物转运至印pendorf离心管，并离心使细胞沉淀。将细胞重悬浮于5(^1含有2識MgSO4UOOuMCaCl2、0.4%二或三半乳糖醛酸盐的M9培养基中，并将5μ1这种溶液接种于500μ1新鲜的含有2mMMgSO4UOOyMCaCl2、0.4%二或三半乳糖醛酸盐/的M9培养基中。将培养物在200rpm、37°C下培养于摇床培养箱中。图5A中的结果表示，这两种质粒足以提供大肠杆菌生长于作为唯一碳源的二或三半乳糖醛酸盐而非果胶上的能力。特别是，这些结果表明，kdgF-paeX和ogl-kdgR区足以赋予大肠杆菌这种能力。基于上述实验所获得的信息，要考虑的是，引入果胶酸裂解酶、果胶酸乙酰酯酶以及甲酯酶是否可能赋予大肠杆菌生长于果胶上的能力。为了检测这种假设，大肠杆菌菌株DH5α细菌细胞经基因工程化而既含有pR0U2质粒又含有pPEL74质粒。pR0U2质粒含有菊欧文氏菌的某些基因组区，包括编码酶(kdul、kduD、ogl、pelff以及paeX)、转运蛋白(t0gM、t0gN、t0gA、t0gB以及kdgM)以及负责二和三半乳糖醛酸盐降解的调节蛋白(kdgR)的几个基因(kdgF、kduI、kduD、pelW、togM、togN、togA、togB、kdgM、paeX、ogl以及kdgR)。PPEL74质粒含有菊欧文氏菌的某些基因组区，包括编码果胶酸裂解酶(pelA和pelE)、果胶酸乙酰酯酶(paeY)以及果胶酸甲酯酶(pem)的几个基因(pelA、pelE、paeY以及pem)。如图5B所示，用pR0U2和pPEL74进行基因工程化的大肠杆菌DH5α能生长于作为唯一碳源的果胶上，表明含于这些质粒中的基因足以赋予该生物这种特性，否则，不能生长于作为唯一碳源的果胶上。实施例3藻酸盐体外转化为丙酮酸盐和3-磷酸甘油醛研究含有藻酸盐降解和代谢所需的所有酶的酶混合物的能力，研究其由藻酸盐产生丙酮酸盐的能力。另外，检测从根癌农杆菌分离的各种新的醇脱氢酶(ADHs)，如ADH1-12(参见SEQIDNOS69-92)催化DEHU或甘露糖醛酸盐氢化的能力。藻酸盐降解和代谢的简化代谢途径示于图2中。藻酸盐可以被至少两种不同的方法降解酶促方法和化学方法。在酶促降解中，藻酸盐的降解被称为藻酸盐裂解酶的酶家族催化。对于本实验而言，使用Atu3025。Atu3025是在外裂解(exolytically)作用酶，并由藻酸盐多聚体产生DEHU。DEHU被转化为常见的己糖醛酸盐代谢物即KDG。这种反应为醇脱氢酶(如DEHU氢化酶)催化。酸溶液如甲酸盐所催化的化学降解产生单糖甘露糖醛酸盐。甘露糖醛酸盐随后转化为甘露糖酸盐，这被具有甘露糖酸脱氢酶(甘露糖醛酸还原酶)活性的酶催化。在细菌中，甘露糖酸脱水酶(UxuA)催化甘露糖醛酸盐脱水形成KDG。KDG易于代谢形成丙酮酸盐和3-磷酸甘油醛(G3P)。KGD首先磷酸化为KDG-6-磷酸(KDGP)，其被KDG激酶催化，随后分解成丙酮酸盐和G3P，这被KGDP醛缩酶催化。衍生于根癌农杆菌C58的寡藻酸盐裂解酶Atu3025的制备基于pET29质粒骨架(Novagen)，构建pETAtu3025。寡藻酸盐裂解酶Atu3025通过PCR扩增98°C10秒，550C15秒，以及72°C60秒，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液、2mMdNTP、0·5μM正向引物(5，-GGAATTCCATATGCGTCCCTCTGCCCCGGCC-3，)(SEQIDNO155)和反向弓丨物(5，-CGGGATCCTTAGAACTGCTTGGGAAGGGAG-3，)(SEQIDN0:156)、2.5UPhusionDNA聚合酶(Finezyme)，以及等份根癌农杆菌C58(EugeneNester教授惠赠，UniversityofWashington)细胞作为模板，总体积100μ1。扩增的片段用NdeI和BamHI消化，并用Τ4DNA连接酶连接于用相同的酶预消化的ΡΕΤ29，形成pETAtu3025。对构建的质粒进行测序(ElimBiophamaceuticals)，并证实插入物的DNA序列。Atu3025插入物的核苷酸序列提供于SEQIDNO67中。Atu3025插入物所编码的多肽序列提供于SEQIDNO68中。将pETAtu3025转化于大肠杆菌菌株BL21(DE3)中。将含有pETAtu3025的BL2KDE3)的菌落接种于50ml含有50μg/ml卡那霉素的(Km5tl)LB培养中。将这种菌株在200rpm、37°C下培养于轨道摇床中。当OD6tltlnm达到0.6时，向培养物添加0.2mMIPTG，并将所诱导的培养物在200rpm、20°C下培养于轨道摇床中。诱导24小时后，通过4，OOOrpmXg下离心10分钟收获细胞，将沉淀重悬浮液2ml含有10μ1ofLysonase生物处理剂(Novagen)的Bugbuster(Novagen)中。将溶液在4，OOOrpmXg下再次离心10分钟，并获得上清液。通过pETADH12构建pETADHl根癌农杆菌C58的ADH1-12的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(表1)和反向引物(表1)、1UPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)以及50ng根癌农杆菌C58基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用NdeI和BamHI消化，并连接于以相同的限制酶预消化的ρΕΤ28。对于具有内NdeI或BamHI位点的DNA序列而言，首先利用所述方法扩增每个ADH的前半部分序列和后半部分序列。所得的两个DNA片段进行凝胶纯化，并通过重叠PCR进行剪接。表1用于从根癌农杆菌C58扩增ADH1-12的引物ADH1-10的表达和纯化将所有的质粒转化于大肠杆菌菌株BL21(DE3)中。将含有各醇脱氢酶(ADH)基因的单个BL21(DE3)菌落接种于50ml含有50μg/ml卡那霉素(Km5°)的LB培养基中。将这些菌株在200rpm、37°C下培养于轨道摇床。OD6tltlnm达到0.6时，向每个培养物中添加0.2mMIPTG，并将所诱导的培养物在200rpm、20°C下培养于轨道摇床中。诱导24小时后，通过4，OOOrpmXg下离心10分钟收获细胞，并将沉淀重悬浮于2ml含有Lysonase生物处理剂(Novagen)的Bugbuster(Novagen)中。在4，OOOrpmXg下再次离心溶液10分钟，并获得上清液。通过酶促降解制备2%DEHU溶液酶促制备DEHU溶液。向500ml20mMTris-HCl(pH7.5)溶液中添加IOg低粘性藻酸盐，制备2%藻酸盐溶液。向藻酸盐溶液中添加约IOmg衍生于黄杆菌(从Sigma-aldrich购买)的藻酸盐裂解酶。随后将250ml这种溶液转移至另一瓶中，并添加上节所制备的含有Atu30205的大肠杆菌细胞裂解物。藻酸盐降解在室温下过夜进行。所得的产物通过薄层层析进行分析，并证实DEHU的形成。通过化学降解制备D-甘露糖醛酸盐溶液基于Spoehr(ArchiveofBiochemistry,14:ppl53_155)之前所述操作方法，化学制备D-甘露糖醛酸盐溶液。将50mg藻酸盐溶解于800μ90%的甲酸盐中。溶液在100°C下过夜孵育。随后蒸发甲酸盐，并将残余的物质用无水乙醇洗涤两次。将残余的物质再次溶解于无水乙醇中并过滤。蒸发乙醇，并将残余的物质重悬浮于20mL20mMTris-HCl(pH8.0)中，并过滤溶液，制备D-甘露糖醛酸盐溶液。将这种D-甘露糖醛酸盐溶液稀释5倍，并用于测定。DEHU氢化酶的测定为了鉴定DEHU氢化酶，进行NADPH依赖性DEHU氢化测定。将20μ1含有每一ADH的所制备细胞裂解物添加于160μ120倍稀释的上节所制备的DEHU溶液中。添加20μ12.5mg/mlNADPH溶液(20mMTris-HCl,pH8.0)，启动氢化反应，因为用根癌农杆菌C58的细胞裂解物的初步研究已经表明，DEHU氢化需要NADPH作为辅因子。利用ThermoMAX96孔板读数器(MolecularDevises)的动力学模式，监控30分钟NADPH消耗的340nm下的吸光率。含有缺少N末端结构域部分的醇脱氢酶(ADH)10的大肠杆菌细胞裂解物被用于对照反应混合物中。D-甘露糖醛酸氢化酶的测定为了鉴定D-甘露糖醛酸氢化酶，进行NADPH依赖性D-甘露糖醛酸盐氢化测定。将20μ1含有每一ADH的制备的细胞裂解物添加于160μ1上节所制备的D-甘露糖醛酸盐溶液中。添加20μ12.5mg/mlNADPH溶液(20mMTris-HCl,pH8.0)，启动氢化反应。利用ThermoMAX96孔板读数器(MolecularDevises)的动力学模式，监控30分钟NADPH消耗的340nm下的吸光率。含有缺少N末端结构域部分的醇脱氢酶(ADH)IO的大肠杆菌细胞裂解物被用于对照反应混合物中。pETkdgK的构建编码2-酮-脱氧葡糖酸激酶的大肠杆菌的kdgKDNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-AGGTACGGTGAAATAAAGGAGGATATACATATGTCCAAAAAGATTGCCGT-3’)(SEQIDNOI57)和反向引物(5，-TTTTCCTTTTGCGGCCGCCCCGCTGGCATCGCCTCAC-3，)(SEQIDNO:158)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌DHlOB基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用NdeI和NotI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的ΡΕΤ29中。pETkdgA的构建编码2-酮-脱氧葡糖酸_6_磷酸醛缩酶的大肠杆菌的kdgA的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，_GGCGATGCCAGCGTAAAGGAGGATATACATATGAAAAACTGGAAAACAAG-3’)(SEQIDNO159)和反向引物(5，-TTTTCCTTTTGCGGCCGCCCCAGCTTAGCGCCTTCTA-3’)(SEQIDNO160)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌DHlOB基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用NdeI和NotI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的ΡΕΤ29中。蛋白的表达和纯化将所有的质粒(pETAtu3025、pETADHll、pETADH12、pETkdgA、PETkdgK以及pETuxuA)转化于大肠杆菌菌株BL21(DE3)中。将含有各质粒的单个BL2KDE3)菌落接种于50ml含有50yg/ml卡那霉素(Km5°)的LB培养基中。将这些菌株在200rpm、37°C下培养于轨道摇床中。当OD6tltlnm达到0.6时，向每一培养物中添加0.2mMIPTG,并将诱导的培养物在200rpm、20°C下培养于轨道摇床中。诱导24小时后，通过4，OOOrpmXg下离心10分钟收获细胞，将沉淀重悬浮于2ml含有10μ1Lysonase生物处理剂(Novagen)和建议量的蛋白酶抑制剂混合物(SIGMA)的Bugbuster(Novagen)。将溶液再次在4，OOOrpmXg下离心10分钟，获得上清液。将上清液应用于Nickel-NTA旋转柱，纯化His标签蛋白。ADH1-10的DEHU氢化酶活性和D-甘露糖醛酸氢化酶活性测定的结果显示于图7A和图7B。这些结果证明，新酶ADHl和ADH2表现出显著的DEHU氢化酶活性(图7A)，且新酶ADH3、ADH4和ADH9表现出显著的甘露糖醛酸氢化酶活性(图7B)。丙酮酸盐的体外形成反应混合物含有溶于pH7.0、20mMTris-HCl中的藻酸盐或0.5%甘露糖醛酸盐、5“8纯化的々如3026仏0!112)^^113027仏0!111)，和5口8纯化的寡藻酸盐裂解酶(Atu3025)、UxuA,KdgK以及KdgA，2mMATP,以及0.6mMNADPH0将反应过夜进行，并通过丙酮酸盐测定试剂盒(BioVision，Inc)监测丙酮酸盐的形成。酶促和化学降解所介导的由藻酸盐体外形成丙酮酸盐的结果分别显示于图6B和图6C中。由这些图可以看出，藻酸盐经由分离的酶转化为丙酮酸盐。这些结果也表明，Atu3026(ADH12)和Atu3027(ADHll)中的每一个都能催化DEHU氢化酶和甘露糖醛酸氢化酶反应。实施例4生物合成途径的构建和生物活性途径的构建构建包含大肠杆菌的苏氨酸脱氨酶(ilvA)基因和乳酸乳球菌的酮-异戊酸脱羧酶(kivd)的丙醛生物合成途径，并检测其将L-苏氨酸转化为丙醛的能力。在大肠杆菌中构建丁醛生物合成途径，该途径包含大肠杆菌的硫解酶(atoB)基因，拜氏丙酮丁醇梭菌ATCC824的β-羟基丁酰辅酶A脱氢酶(hbd)基因、巴豆酸酶(crt)基因、丁酰辅酶A脱氢酶(bed)基因、电子转移黄素蛋白A(etfA)基因和电子转移黄素蛋白B(etfB)基因，以及来自拜氏丙酮丁醇梭菌ATCC824的辅酶A连接的丁醛脱氢酶(aid)基因，并检测该途径产生丁醛的能力。还用丙酮丁醇梭菌ATCC824的辅酶A连接的醇脱氢酶(adhE2)基因作为aid的替代物，并检测其产生丁醇的能力。构建异丁醛生物合成途径，该途径包含枯草芽孢杆菌(alsS)或肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(als)(优化密码子使用，用于大肠杆菌蛋白表达)的乙酰乳酸合酶，大肠杆菌的乙酰乳酸还原异构酶(ilvC)基因和2，3-二羟基异戊酸脱水酶(ilvD)基因，以及乳酸乳球菌的酮_异戊酸脱羧酶(kivd)，并检测其产生异丁醛的能力，这可通过异丁醛产生来测量。构建3-甲基丁醛和2-甲基丁醛生物合成途径，该途径包含枯草芽孢杆菌(alsS)或肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(als)(优化密码子使用，用于大肠杆菌蛋白表达)的乙酰乳酸合酶，大肠杆菌的乙酰乳酸还原异构酶(ilcC)基因、2，3-二羟基异戊酸脱水酶(ilvD)基因、异丙基苹果酸合酶(LeuA)基因、异丙基苹果酸异构酶(LeuC和LeuD)基因和3_异丙基苹果酸脱氢酶(LeuB)基因，以及乳酸乳球菌的酮_异戊酸脱羧酶(kivd)，并检测该途径产生3-异戊醛和2-异戊醛的能力。构建苯乙醛和4-羟基苯乙醛生物合成途径，该途径包含大肠杆菌的转酮醇酶(tktA)基因、3-脱氧-7-phosphoh印tulonate合酶(aroF、aroG以及aroH)基因、3-脱氢奎尼酸合酶(aroB)基因、3-脱氢奎尼酸脱水酶(aroD)基因、脱氢莽草酸还原酶(aroE)基因、莽草酸激酶II(ar0L)基因、莽草酸激酶I(aroK)基因、5-烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(aroA)基因、分支酸合酶(aroC)基因、融合的分支酸变位酶P/预苯酸脱水酶(pheA)基因以及融合的分支酸变位酶T/预苯酸脱氢酶(tyrA)基因，和乳酸乳球菌的酮-异戊酸脱羧酶(kivd)，并检测该途径产生苯乙醛和/或4-羟基苯乙醛的能力。构建2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇以及2_(吲哚-3-)乙醇生物合成途径，该途径包含大肠杆菌的转酮醇酶(tktA)基因、3-脱氧-7-phosphoh印tulonate合酶(aroF、aroG以及aroH)基因、3-脱氢奎尼酸合酶(aroB)基因、3-脱氢奎尼酸脱水酶(aroD)基因、脱氢莽草酸还原酶(aroE)基因、莽草酸激酶II(aroL)基因、莽草酸激酶I(aroK)基因、5_烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸合成酶(aroA)基因、分支酸合酶(aroC)基因、融合的分支酸变位酶P/预苯酸脱水酶(PheA)基因以及融合的分支酸变位酶T/预苯酸脱氢酶(tyrA)基因，乳酸乳球菌的酮-异戊酸脱羧酶(kivd)，酿酒酵母的醇脱氢酶(adh2)，巴西固氮螺菌的吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(ipdc)，红球菌ST-IO的苯基乙醇还原酶(par)，以及荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)，并检测其产生2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇和/或2-(吲哚-3-)乙醇的能力。pBADButP的构建编码丙酮丁醇梭菌ATCC824的hbd、crt、bed、etfA以及etfB的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C3分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-CCCGAGCTCTTAGGAGGATTAGTCATGGAAC-3’)(SEQIDNO161)和反向引物(5，-GCTCTAGATTATTTTGAATAATCGTAGAAACC-3，)(SEQIDNO162)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng丙酮丁醇梭菌ATCC824基因组(ATCC)，总体积50μ1。扩增的DNA片段用BamHI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的PBAD33。pBADButP-atoB的构建编码大肠杆菌DHlOB的atoB的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-GCTCTAGAGGAGGATATATATATGAAAAATTGTGTCATCGTC-3，)(SEQIDNO163)和反向引物(5’-AACTGCAGTTAATTCAACCGTTCAATCACC-3')(SEQIDNO164)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌DHlOB基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用XbaI和PstI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBADButP。pBADatoB-ald的构建编码大肠杆菌DHlOB的atoB和拜氏梭菌(Clostridiumbeijerinckii)的aid的DNA序列单独地通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，600C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP，0.5μM的正向引物，对于atoB为5，-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAAAAATTGTGTCATCGTCAGTG-3，)(SEQIDNO:165)，对于aid为5，_GGTTGAATTAAGGAGGATATATATATGAATAAAGACACACTAATACCTAC-3，)(SEQIDNO166)和反向引物(对于atoB为5，_GTCTTTATTCATATATATATCCTCCTTAATTCAACCGTTCAATCACCATC-3，(SEQIDNO:146)，对于aid为5，-CCCAAGCTTAGCCGGCAAGTACACATCTTC-3，)(SEQIDNO167)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌DHlOB和拜氏梭菌基因组(ATCC)，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱至30μ1的EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，且通过另一轮PCR剪接每个DNA片段98°C10秒，60°C15秒以及72°C2分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAAAAATTGTGTCATCGTCAGTG-3，)(SEQIDNO168)和反向引物(5，-CCCAAGCTTAGCCGGCAAGTACACATCTTC-3，)(SEQIDNO169)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和HindIII消化，并连接至用相同的限制酶预消化的pBADButP。pBADButP-atoB-ALD的构建编码氯霉素乙酰转移酶(CAT)、P15复制原点、araBAD启动子、大肠杆菌DHlOB的atoB和拜氏梭菌的aid的DNA片段1，和编码araBAD启动子、丙酮丁醇梭菌ATCC824的hbd、crt、bcd、etfA以及etfB的DNA片段2，单独地通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物分别含有IXPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP，0.5μM正向引物(对于片段1为5’_AAGGAAAAAAGCGGCCGCCCCTGAACCGACGACCGGGTCG-3’)(SEQIDNO170)以及对于片段2为5，-CGG巡TACCACTTTTCATACTCCCGCCATTCAG-3’(SEQIDNO274)和反向引物(对于片段1为5，-CGGQGTACCGCGGATACATATTTGAATGTATTTAG-3’)(SEQIDNO171)以及(对于片段2为5，-AAGGAAAAAAGCGGCCGCGCGGATACATATTTGAATGTATTTAG-3，)(SEQIDNO172)),IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpBADatoB-ald和pBADButP,总体积50μ1。扩增的DNA片段用NotI和KpnI消化，并彼此连接。pBADilvCD的构建编码大肠杆菌DHlOB的ilvC和ilvD的DNA片段单独地通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(对于ilvC为5，_GCTCTAGAGGAGGATATATATATGGCTAACTACTTCAATACAC-3，)(SEQIDNO173)以及对于ilvD为5，-TGCTGTTGCGGGTTAAGGAGGATATATATATGCCTAAGTACCGTTCCGCC-3，)(SEQIDNO174)和反向引物(对于iIvC为5，-AACGGTACTTAGGCATATATATATCCTCCTTAACCCGCAACAGCAATACG-3，)(SEQIDNO175)以及对于ilvD为5，-ACATGCATGCTTAACCCCCCAGTTTCGATT-3‘)(SEQIDNO176))UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌DHlOB基因组(ATCC)，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱至30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液进行合并，每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒以及72°C2分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-GCTCTAGAGGAGGATATATATATGGCTAACTACTTCAATACAC-3’)(SEQIDNO177)和反向引物(5，-ACATGCATGCTTAACCCCCCAGTTTCGATT-3‘)(SEQIDNO178)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用XbaI和SphI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBAD33。pBADals-ilv⑶的构建编码肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578(其密码子使用被优化，用于在大肠杆菌中过表达)的als的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)进行扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGGATAAACAGTATCCGGT-3，)(SEQIDNO179)和反向引物(5，-GCTCTAGATTACAGAATTTGACTCAGGT-3‘)(SEQIDNO180)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpETals,总体积50μL·扩增的DNA片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBADilv⑶。pBADalsS-ilv⑶的构建编码枯草芽孢杆菌B26的alsS的前半部分和后半部分的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C0.5分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP,0.5μM正向引物(对于前半部分为5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGTTGACAAAAGCAACAAAAG-3')(SEQIDNO181)以及对于后半部分为5，-CGGTACCCTTTCCAGAGATTTAGAG-3，(SEQIDΝ0:275)和反向引物(对于前半部分为5，-CTCTAAATCTCTGGAAAGGGTACCG-3，)(SEQIDNO182)以及(对于后半部分为5’-GCTCTAGATTAGAGAGCTTTCGTTTTCATG-3‘)(SEQIDNO183)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng枯草芽孢杆菌B26的基因组(ATCC)，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液进行合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，_CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGTTGACAAAAGCAACAAAAG-3’)(SEQIDNO184)和反向引物(5，-GCTCTAGATTAGAGAGCTTTCGTTTTCATG-3’)(SEQIDNO185),IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段内部无XbaI位点，因此用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBADilvCD。pBADLeuABCD的构建编码大肠杆菌BL21(DE3)的leuA、leuB、IeuC以及IeuD的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C3分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，_CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAGCCAGCAAGTCATTATTTTCG-3，)(SEQIDNO186)和反向引物(5，_AAAA￡TGCAGCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3')(SEQIDNO187)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的PBAD33。pBADLeuABCD2的构建编码IeuA和IeuB的DNA片段1，和编码大肠杆菌BL21(DE3)的IeuC和IeuD的DNA片段2通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，600C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(对于片段1为5’-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAGCCAGCAAGTCATTATTTTCG-3，)(SEQIDNO:188)和(对于片段2为5，_AGGGGTGTAAGGAGGATATATATATGGCTAAGACGTTATACGAAAAATTG-3‘)(SEQIDNO189)和反向引物(对于片段1为5，-CGTCTTAGCCATATATATATCCTCCTTACACCCCTTCTGCTACATAGCGG-3，)(SEQIDNO190)和(对于片段2为5，-AAAACTGCAGCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3’)(SEQIDNO191)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒，以及72°C3分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAGCCAGCAAGTCATTATTTTCG-3，)(SEQIDNO192)和反向引物(5，-AAAACTGCAGCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3，)(SEQIDNO193)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBAD33。pBADLeuABCD4的构建编码大肠杆菌BL21(DE3)的leuA、leuB、IeuC以及IeuD的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP，0.5μM正向引物(对于IeuA为5，-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAGCCAGCAAGTCATTATTTTCG-3’)(SEQIDNO194)(对于IeuB为5，-GAAACCGTGTGAGGAGGATATATATATGTCGAAGAATTACCATATTGCCG-3，)(SEQIDNO195)(对于IeuC为5，-AGGGGTGTAAGGAGGATATATATATGGCTAAGACGTTATACGAAAAATTG-3，)(SEQIDΝ0:196)和(对于IeuD为5，_ACATTAAATAAGGAGGATATATATATGGCAGAGAAATTTATCAAACACAC-3，)(SEQIDNO197)和反向引物(对于IeuA为5‘-ATTCTTCGACATATATATATCCTCCTCACACGGTTTCCTTGTTGTTTTCG-3，)(SEQIDNO198)(对于IeuB为5，-CGTCTTAGCCATATATATATCCTCCTTACACCCCTTCTGCTACATAGCGG-3，)(SEQIDNO199)(对于IeuC为5，-TTTCTCTGCCATATATATATCCTCCTTATTTAATGTTGCGAATGTCGGCG-3，)(SEQIDNO200)和(对于IeuD为5，-AAAACTGCAGCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3’)(SEQIDNO201)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒，以及72°C3分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAGCCAGCAAGTCATTATTTTCG-3，)(SEQIDNO202)和反向引物(5，-AAAACTGCAGCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3，)(SEQIDNO203)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBAD33。pBADals-ilvCD-leuABCD、pBADals-ilvCD_leuABCD2、pBADals-iIvCD-IeuABCD4,pBADalsS-ilvCD-leuABCD、pBADalsS-ilvCD_leuABCD2、pBADalsS-ilvCD_leuABCD4的构建编码氯霉素乙酰转移酶(CAT)、P15复制原点、araBAD启动子、肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的als(其密码子使用被优化，用于在大肠杆菌中过表达)或枯草芽孢杆菌B26的alsS和大肠杆菌DHlOB的ilvC和ilvD的DNA片段1(对于als)和DNA片段2(对于alsS)，被单独地通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向弓丨物(5，-AAGGAAAAAAGCGGCCGCCCCTGAACCGACGACCGGGTCG-3，)(SEQIDNO204)和反向引物(5，-CGGGGTACCGCGGATACATATTTGAATGTATTTAG-3')(SEQIDNO205)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpBADals-iIvCD和pBADalsS-ilvCD，总体积50μ1。为了从IeuC中去除内部SphI限制酶位点，进行重叠PCR。编码araBAD启动子、大肠杆菌BL21(DE3)的leuA、IeuBUeuC以及IeuD的DNA片段3(对于IeuABCD)、片段4(对于IeuAB⑶2)以及片段5(对于IeuAB⑶4)的前半部分和后半部分，被单独地通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(对于前半部分为5，_AAGGAAAAAA匹GGCCGCACTTTTCATACTCCCGCCATTCAG-3’)(SEQIDNO206)和(对于后半部分为5，_CAAAGGCCGTCTGCACGCGCCGAAAGGCAAA-3，)(SEQIDNO207))和反向引物(对于前半部分为5，-TTTGCCTTTCGGCGCGTGCAGACGGCCTTTG-3，)(SEQIDNO208)和(对于后半部分为5’-ACATGCATGCCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3，)(SEQIDNO209)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpBADleuABCD、pBADleuABCD2和pBADleuABCD4，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒，以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’_AAGGAAAAAAGCGGCCGCACTTTTCATACTCCCGCCATTCAG-3’)(SEQIDNO210)和反向引物(5’-ACATGCATGCCGTTTGATGACGTGGACGATAGCGG-3，)(SEQIDNO211)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。所得的片段3、4以及5用SphI和NotI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的片段1和2两者。pBADaroG-tktA-aroBDE的构建编码大肠杆菌BL21(DE3)的aroG、tktA、aroB、aroD以及aroE的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及720C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP,0.5μM正向引物(对于aroG为5，-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGAATTATCAGAACGACGATTTAC-3’)(SEQIDNO212),(对于tktA为5，-GCGTCGCGGGTAAGGAGGAAATTTTATGTCCTCACGTAAAGAGCTTGCC-3，)(SEQIDNO213),(对于aroB为5，-GAACTGCTGTAAGGAGGTTAAATTATGGAGAGGATTGTCGTTACTCTCG-3，)(SEQIDNO:214)}(对aroD为5，-CAATCAGCGTAAGGAGGTATATATAATGAAAACCGTAACTGTAAAAGATC-3，)(SEQIDNO215)和(对于aroE为5，_TACACCAGGCATAAGGAGGAATTAATTATGGAAACCTATGCTGTTTTTGG-3，)(SEQIDNO216)以及反向引物(对于aroG为5，_TACGTGAGGACATAAAATTTTCCTCCTTACCCGCGACGCGCTTTTACTGC-3，)(SEQIDNO217),(对于tktA为5，-CAATCCTCTCCATAATTTTAACCTCCTTACAGCAGTTCTTTTGCTTTCGC-3，)(SEQIDNO:218)，(对于aroB为5，-CAATCAGCGTAAGGAGGTATATATAATGAAAACCGTAACTGTAAAAGATC-3，)(SEQIDNO219),(对于aroD为5，-TACGGTTTTCATTATATATACCTCCTTACGCTGATTGACAATCGGCAATG-3，)(SEQIDNO220)和(对于aroE为5，-ACATGCATGCTTACGCGGACAATTCCTCCTGCAA-3’)(SEQIDNO:221)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒以及72°C3分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP，0·5μM正向引物(5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGAATTATCAGAACGACGATTTAC-3’)(SEQIDNO222)和反向引物(5，-ACATGCATGCTTACGCGGACAATTCCTCCTGCAA-3’)(SEQIDNO:223)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和SphI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的PBAD33。pBADpheA-aroLAC的构建编码大肠杆菌DHlO的pheA、aroL、aroA以及aroC的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP,0.5μM正向引物(对于pheA为5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGACATCGGAAAACCCGTTACTGG-3，)(SEQIDNO224),(对于aroL为5，-GATCCAACCTAAGGAGGAAAATTTTATGACACAACCTCTTTTTCTGATCG-3，)(SEQIDNO225)，(对于aroA为5，-GATCAATTGTTAAGGAGGTATATATAATGGAATCCCTGACGTTACAACCC-3，)(SEQIDN0:226)和(对aroC为5，-CAGGCAGCCTAAGGAGGAATTAATTATGGCTGGAAACACAATTGGACAAC-3')(SEQIDNO227)和反向引物(对于pheA为5，-AGGTTGTGTCATAAAATTTTCCTCCTTAGGTTGGATCAACAGGCACTACG-3，)(SEQIDNO228)，(对于aroL为5，-CAGGGATTCCATTATATATACCTCCTTAACAATTGATCGTCTGTGCCAGG-3，)(SEQIDNO229)，(对于aroA为5，-GTTTCCAGCCATAATTAATTCCTCCTTAGGCTGCCTGGCTAATCCGCGCC-3，)(SEQIDNO230)和(对于aroC为5’-ACATGCATGCTTACCAGCGTGGAATATCAGTCTTC-3’)(SEQIDNO231)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGACATCGGAAAACCCGTTACTGG-3，)(SEQIDNO232)和反向引物(5’-ACATGCATGCTTACCAGCGTGGAATATCAGTCTTC-3，)(SEQIDNO233)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和SphI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的PBAD33。pBADtyrA-aroLAC的构建编码大肠杆菌DHlO的pheA、aroL、aroA以及aroC的DNA片段通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP,0.5μM正向引物(对于tyrA为5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGGTTGCTGAATTGACCGCATTAC-3’)(SEQIDNO234),(对于aroL为5，-AATCGCCAGTAAGGAGGAAAATTTTATGACACAACCTCTTTTTCTGATCG-3，)(SEQIDNO235)，(对于aroA为5，-GATCAATTGTTAAGGAGGTATATATAATGGAATCCCTGACGTTACAACCC-3，)(SEQIDNO:236)和(对于aroC为5，_CAGGCAGCCTAAGGAGGAATTAATTATGGCTGGAAACACAATTGGACAAC-3，)(SEQIDNO:237)，和反向引物(对于tyrA为5，-GAGGTTGTGTCATAAAATTTTCCTCCTTACTGGCGATTGTCATTCGCCTG-3，)(SEQIDNO238),(对于aroL为5，_CAGGGATTCCATTATATATACCTCCTTAACAATTGATCGTCTGTGCCAGG-3’)(SEQIDNO239),(对于aroA为5’_GTTTCCAGCCATAATTAATTCCTCCTTAGGCTGCCTGGCTAATCCGCGCC-3，)(SEQIDNO240)以及(对于aroC为5’-ACATGCATGCTTACCAGCGTGGAATATCAGTCTTC-3’)(SEQIDNO241)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng大肠杆菌BL21(DE3)基因组，总体积50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μ1EB缓冲液(Qiagen)。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒，以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGGTTGCTGAATTGACCGCATTAC-3，)(SEQIDNO242)反向引物(5’-ACATGCATGCTTACCAGCGTGGAATATCAGTCTTC-3，)(SEQIDNO243)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和SphI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的PBAD33。pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE禾口pBADtyrA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE的构建编码氯霉素乙酰转移酶(CAT)、P15复制原点、araBAD启动子，大肠杆菌DHlOB的pheA或tyrA，aroL、aroA、aroC的DNA片段1(对于pheA)和2(对于tyrA)，和编码araBAD启动子、大肠杆菌DHlOB的aroG、tktA、aroB、aroD以及aroE的DNA片段3，被单独地通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C4分钟，重复30次。反应混合物分别含有IXPhusion缓冲液(NEB),2mMdNTP，0.5μM正向引物(对于片段1和2为5，-AAGGAAAAAAGCGGCCGCCCCTGAACCGACGACCGGGTCG-3，)(SEQIDNO244)和(对于片段3为5’-GCTCTAGAACTTTTCATACTCCCGCCATTCAG-3’)(SEQIDNO245)和反向引物(对于片段1和2为5’-GCTCTAGAGCGGATACATATTTGAATGTATTTAG-3’)(SEQIDNO246)和(对于片段3为5，-AAGGAAAAAAGCGGCCGCGCGGATACATATTTGAATGTATTTAG-3’)(SEQIDNO247)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpBADpheA-aroLAC、pBADtyrA-aroLAC和pBADaroG-tktA-aroBDE,总体积50μ1。扩增的DNA片段1禾Π2用NotI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的片段3。pTrcBAL的构建编码苯荧光假单胞菌的乙醛裂解酶(bal)的DNA序列(优化其密码子使用，用于在大肠杆菌中过表达)通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0·5μΜ正向引物(5，-CATGCCATGGCTATGATTACTGGTGG-3，)(SEQIDNO248)和反向引物(5，-CCCCGAGCTCTTACGCGCCGGATTGGAAATACA-3')(SEQIDNO249)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)以及50ngpETBAL,总体积50μ1。扩增的DNA片段用NcoI和SacI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrc99A。PTrcAdhE2的构建编码丙酮丁醇梭菌ATCC824的辅酶A连接的醇/醛脱氢酶(adhE2)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CATGCCATGGCCAAAGTTACAAATCAAAAAG-3’)(SEQIDNO250)和反向引物(5’-CGAGCTCTTAAAATGATTTTATATAGATATCC-3，)(SEQIDNO251)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng丙酮丁醇梭菌ATCC824基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用NcoI和SacI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrc99A。PTrcAdh2的构建编码酿酒酵母的醇脱氢酶(adh2)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CATGCCATGGGTATTCCAGAAACTCAAAAAG-3，)(SEQIDNO252)和反向引物(5，-CCCGAGCTCTTATTTAGAAGTGTCAACAACG-3‘)(SEQIDNO:253)、1UPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng酿酒酵母基因组，总体积50μ1。扩增的DNA片段用NcoI和SacI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrc99A。pTrcBALD的构建编码拜氏梭菌的辅酶A连接的醛脱氢酶(aid)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-CCCCGAGCTCAGGAGGATATACATATGAATAAAGACACACTAATACC-3，)(SEQIDNO254)和反向引物(5’-CCCAAGCTTAGCCGGCAAGTACACATCTTC-3，)(SEQIDNO255)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpETBAL,总体积50μ1。扩增的DNA片段用SacI和HndIII消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrcBAL。pTrcBALK的构建编码乳酸乳球菌的酮异戊酸脱羧酶(kivd)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒，以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2HiMdNTP、0·5μM正向引物(5，-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGTATACAGTAGGAGATTACC-3‘)(SEQIDNO256)和反向引物(5，-GCTCTAGATTATGATTTATTTTGTTCAGCAAAT-3，)(SEQIDNO257)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpETBAL,总体积50μ1。扩增的DNA片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrcBAL。pTrcAdh-Kivd的构建编码乳酸乳球菌的酮异戊酸脱羧酶(kivd)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CCCGAGCTCAGGAGGATATATATATGTATACAGTAGGAGATTACC-3‘)(SEQIDNO258)和反向引物(5’_GCTCTAGATTATGATTTATTTTGTTCAGCAAAT-3，)(SEQIDNO259)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpETBAL,总体积50μ1。扩增的DNA片段用SacI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrcAdh2。pTrcBAL-DDH-2ADH的构建为了去除内部NcoI位点，进行重叠PCR。编码肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的内消旋-2，3-丁二醇脱氢酶(ddh)以及荧光假单胞菌的次级醇脱氢酶(2adh)的前半部分和后半部分的DNA片段，被单独地通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有IXPhusion缓冲液(NEB)，2mMdNTP，0.5μM正向引物(对于ddh的前半部分为5，-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAAAAAAGTCGCACTTGTTACCG-3')(SEQIDNO260)，(对于ddh的后半部分为5，-GGCCGGCGGCCGCGCGATGGCGGTGAAAGTG-3，)(SEQIDNO261),(对于2adh的前半部分为5，-AACTAATCTAGAGGAGGATATATATATGAGCATGACGTTTTCCGGCCAGG-3，)(SEQIDNO262)和(对于2adh的后半部分为5，-CCTTGCGGAGGGCTCGATGGATGAGTTCGAC-3，)(SEQIDNO263)和反向引物(对于ddh的前半部分为5，-CACTTTCACCGCCATCGCGCGGCCGCCGGCC-3，)(SEQIDNO264)，(对于ddh的后半部分为5，-GCTCATATATATATCCTCCTCTAGATTAGTTAAACACCATCCCGCCGTCG-3，)(SEQIDNO265)，(对于2adh的前半部分为5，-GTCGAACTCATCCATCGAGCCCTCCGCAAGG-3，)(SEQIDNO266)和(对于2adh的后半部分为5，-CCCAAGCTTAGATCGCGGTGGCCCCGCCGTCG-3，)(SEQIDNO267)，IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及对于ddh为50ng肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578基因组，对于2adh为50ng荧光假单胞菌基因组，总体积为50μ1。将扩增的DNA片段进行凝胶纯化，并洗脱于30μIEB缓冲液(Qiagen)中。将5μ1各DNA溶液合并，并将每一DNA片段通过另一轮PCR进行剪接980C10秒，60°C15秒以及72°C2分钟，重复30次。反应混合物含有lXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAAAAAAGTCGCACTTGTTACCG-3，)(SEQIDNO268)和反向引物(5，-CCCAAGCTTAGATCGCGGTGGCCCCGCCGTCG-3’)(SEQIDNO:269)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)。剪接的片段用SacI和HindIII消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pTrcBAL。pBBRPdu⑶EGH的构建编码肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的丙二醇脱水酶中亚基(pduD)和小亚基(pduE)以及丙二醇脱水酶再激活大亚基(pduG)和小亚基(pduH)的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C2分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-GCTCTAGAGGAGGATTTAAAAATGGAAATTAACGAAACGCTGC-3’)(SEQIDNO270)和反向引物(5，-TCCCCGCGGTTAAGCATGGCGATCCCGAAATGGAATCCCTTTGAC-3’)(SEQIDNO:271)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578，总体积50μ1。扩增的DNA片段用SacII和XbaI消化。并连接于用相同的限制酶预消化的pTrc99A，形成pBBRPduDEGH。编码肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的丙二醇脱水酶大亚基(pduC)的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物含有IXPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，_CCGCTCGAGGAGGATATATATATGAGATCGAMAGATTTGAAGC-3‘)(SEQIDNO272)和反向引物(5，-GCTCTAGATTAGCCAAGTTCATTGGGATCG-3，)(SEQIDNO273)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578，总体积50μ1。扩增的DNA片段用XhoI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBBRPduDEGH。pTrcIpdc-Par的构建编码巴西固氮螺菌的吲哚_3_丙酮酸(ipdc)和红球菌ST-IO的苯基乙醇还原酶(par)的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)而扩增98°C10秒，60°C15秒以及72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5’-CATGCCATGGGACTGGCTGAGGCACTGCTGC-3’(对于ipdc为SEQIDNO314)和对于par为5，-CGAGCTCAGGAGGATATATATATGAAAGCTATCCAGTACACCCGTAT-3，(SEQIDNO:315)和反向引物(对于ipdc为5’-CGAGCTCTTATTCGCGCGGTGCCGCGTGCAGG-3’(SEQIDNO316)和对于par为5，-GCTCTAGATTACAGGCCCGGAACCACAACGGCGC-3’(SEQIDNO317)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpTrcIpdc和pTrcPar，总体积50μ1。ipdc和par的扩增的DNA片段分别用NcoI/SacI和Sacl/Xbal消化，并连接于用NcoI和XbaI预消化的pTrc99A。检测和结果为了检测丁醛生物合成途径，将容纳pBADButP-atoB/pTrcBALD和pBADButP-atoB-ALD/pTrcB2DH/pBBRpduCDEGH的DHlOB在37°C、200rpm下，在LB培养基中培养过夜，该培养基含有50μg/ml氯霉素(Cm5°)和100μg/ml氨苄青霉素(Amp1(l°)。将每一种子培养物的等分试样接种于含有Cm5°和Ampiw的新鲜TB培养基中，并在37°C、200rpm下，培养于振荡培养箱中。接种3小时后，用13.3mM阿拉伯糖和ImMIPTG诱导培养物，并过夜培养。用等体积的乙酸乙酯提取700μ1该培养物，并利用GC-MS分析。为了检测异丁醛生物合成途径，将容纳pBADals-iKD/pTrcBALK或pBADalsS-ilvCD/pTrcBALK的DHlOB细胞在37°C、200rpm下，过夜培养于含有50μg/ml氯霉素(Cm5°)和100μg/ml氨苄青霉素(Ampicitl)的LB培养基中。将每一种子培养物的等分试样接种于含有Cm5°和Amp·的新鲜TB培养基中，并在37°C、200rpm下，培养于振荡培养箱中。接种3个小时后，用13.3mM阿拉伯糖和ImMIPTG诱导培养物，并过夜培养。用等体积的乙酸乙酯提取700μ1该培养物，并利用GC-MS分析异丁醛的产生。图8Β表示由这些培养物产生的异丁醛。为了检测3-甲基丁醛和2-甲基丁醛生物合成途径，将容纳pBADals-ilvCD-LeuABCD/pTrcBALK、pBADals_ilvCD_LeuABCD2/pTrcBALK、pBADals-ilvCD-LeuABCD/pTrcBALK4、pBADalsS-LeuABCD/pTrcBALK、pBADalsS_LeuABCD2/pTrcBALK或pBADalsS_LeuABCD4/pTrcBALK的DHlOB在37°C、200rpm下过夜培养于含有50μg/ml氯霉素(Cm5°)和100μg/ml氨苄青霉素(Amp，的LB培养基中。将每一种子培养物的等分试样接种于含有Cm5°和Ampiw的新鲜TB培养基中，并在37°C、200rpm下，培养于振荡培养箱中。接种3个小时后，用13.3mM阿拉伯糖和ImMIPTG诱导培养物，并过夜培养。用等体积的乙酸乙酯提取700μ1该培养物，并利用GC-MS分析。监测2-isovaleralcohol(2-甲基戊基)和3-isovaleralcohol(3-甲基戊醛)，因为3_异戊醛和2-异戊醛自发地转化为它们的相应的醇。图8B表示由这些培养物产生的2-甲基戊基和3-甲基戊醛。为了检测苯乙醛和4-羟苯基乙醛的生物合成途径，将容纳pBADpheA-aroLAC/pTrcBALK、pBADtyrA-aroLAC/pTrcBALK、pBADaroG-tktA-aroBDE/pTrcBALK>pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcBALK以及pBADpheA_aroLAC-aroG_tktA-aroBDE/pTrcBALK的DH10B细胞在37°C、200rpm下过夜培养于含有50μg/ml氯霉素(Cm5°)和100μg/ml氨苄青霉素(Amp，的LB培养基中。将每一种子培养物的等分试样接种于含有Cm5tl和Amp·的新鲜TB培养基中，并在37°C、200rpm下，培养于振荡培养箱中。接种3个小时后，用13.3mM阿拉伯糖和ImMIPTG诱导培养物，并过夜培养。用等体积的乙酸乙酯提取700μ1该培养物，并利用GC-MS分析。利用GC-MS，监测苯乙醛、4-羟基苯乙醛和其相应的醇的产生。图9Β表示由这些培养物产生4-羟苯基乙醇。为了检测2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇和2-(卩引哚-3)乙醇生物合成途径，将容纳pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcBALK、pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcBALK>pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcAdh2-Kivd>pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcAdh2-Kivd、pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcIpdc-Par禾口ρBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE/pTrcIpdc-Par的DH10B,在37°C、200rpm下过夜培养于含有50μg/ml氯霉素(Cm5°)和100μg/ml氨苄青霉素(Amp1(l°)的LB培养基中。将每一种子培养物的等分试样接种于含有Cm5°和Ampltw的新鲜TB培养基中，并在37°C、200rpm下，培养于振荡培养箱中。接种3个小时后，用13.3mM阿拉伯糖和ImMIPTG诱导培养物，并培养过夜至一周。用等体积的乙酸乙酯提取700μ1该培养物，并利用GC-MS分析。结果在下文进行了详述。2-苯基乙醇、2-(4_羟苯基)乙醇和/或2-(吲哚-3-)乙醇的产生用GC-MS监测。图42Α表示在24小时由这些培养物产生的2-苯基乙醇。图42Β表示在24小时由这些培养物产生的2-(4-羟苯基)乙醇。图42C表示在24小时由这些培养物产生的2-(吲哚-3-)乙醇。图43Α表示一周时对照(pBAD33和pTrc99A)的GC-MS层析谱。图43B表示一周时由pBADpheA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE和pTrcBALK产生的苯基乙醇(5.97分钟)的GC-MS层析谱。图44表示一周时由pBADtyrA-aroLAC-aroG-tktA-aroBDE和pTrcBALK产生的2-(4-羟苯基)乙醇(9.36分钟)和2-(吲哚-3)乙醇(10.32分钟)的GC-MS层析谱。实施例5二醇脱氢酶的分离和生物活性可用的底物，如3-羟基-2-丁酮(乙偶姻)、4_羟基-3-丁酮(propioin)、5_羟基-4-辛酮(丁偶姻)、6_羟基-5-癸酮(valeroin)以及1，2-环戊二醇，用于测量二醇脱氢酶(ddh)催化大的饱和的α-羟基酮还原产生二醇的能力。除非另有说明，所有的试剂均购买自Sigma-AldrichCo.和TCIAmerica。为了克隆和分离DDH多肽，从ATCC获得几个细菌物种(短乳杆菌ATCC367、恶臭假单胞菌KT2440以及肺炎克雷伯氏菌MGH78578)的基因组DNA，利用以下操作步骤，进行PCR-扩增(在50μL反应中，使用Phusioin聚合酶和IXPhusion缓冲液、0.2mMdNTP、0.5μLPhusion酶、1·5μM引物以及20pg模板DNA):30个循环，98°C/10秒(变性)，600C/15秒(退火)，720C/30秒(延伸)。随后利用限制酶NdeI和BamHI，消化聚合酶链式反应产物，接着连接于Ndel/BamHI消化的pET28的载体。将含有ddh的载体克隆转化于BL2KDE3)感受态细胞，用于蛋白表达。将单个菌落接种于LB培养基中，在OD6tltl=0.6下，用0.ImMIPTG诱导6XHis标签目的蛋白的表达。允许表达在22°C下进行15小时。遵循QIAGEN所建议的操作步骤，利用Ni-NTA旋转柱，纯化6XHis标签的酶，从而产生浓度范围为1.1-6.5mg/mL(经Bradford测定而测定)的纯化的蛋白。从短乳杆菌ATCC367中分离二醇脱氢酶ddhl，从恶臭假单胞菌KT2440中分离二醇脱氢酶ddh2，并从肺炎克雷伯氏菌MGH78578中分离二醇脱氢酶ddh3。编码ddhl的核苷酸序列和ddhl的多肽序列分别显示于SEQIDNOS97和98中。编码ddh2的核苷酸序列禾口ddh2的多肽序列分别显示于SEQIDNOS99和100中。编码ddh3的核苷酸序列和ddh3的多肽序列分别显示于SEQIDNOS101和102中。测量DDH多肽生物活性的反应以200μL的终体积按如下进行25mM底物、0.04mg/mLDDH多肽、0.25mg/mL烟碱辅因子、200mM咪唑、14mMTris-HCl以及体积比为1.5%的DMSO。利用MolecularDevicesThermomax96孔板读数器，进行生物活性测定，从而监测340nm的吸光率，其对应于NADH或NADPH的浓度。对于动力学研究，使用0.04mg/mLDDH多肽、0.25mg/mLNADH、20mMTrisHCl缓冲液pH6.5(red)或9·O(οχ)、Τ=25C,总体积为100μL。图12A表示利用丁偶姻作为底物，ddhl、ddh2以及ddh3的生物活性(三角形表示ddh3的活性)。图12B表示ddh3对1，2_环戊二醇和1，2_环己二醇的氧化活性，这可以由NADH的产生测量。图13概括了在DDH多肽所催化的氧化反应中对各种底物的动力学研究结果。这些反应是NAD+依赖性的。实施例6CC-连接酶(裂解酶)和二醇脱氢酶的依次体内生物活性在大肠杆菌中检测C-C裂解酶和二醇氢化酶进行下述依次反应的能力为了产生α-羟基酮和二醇，在大肠杆菌中构建包含分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化了密码子使用，用于大肠杆菌的蛋白表达)和分离自肺炎克雷伯氏菌肺炎亚种MGH78578的内消旋_2，3-丁二醇脱氢酶(ddh)基因的途径，并检测其缩合下文表2所详述的底物(如乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、苯乙醛以及4-羟基苯乙醛，或其相应的醇)，体内形成α-羟基酮和相应的二醇能力。各种α-羟■禾口二酉享的P^fefflii^tt匿feiH_MiH*(gaschromatography-massspectrometry,GC-MS)监测。表2底物和产物概要对于小于等于ClO的分析将容纳pTrcBAL-DDH-2ADH的大肠杆菌过夜培养于含有50yg/ml卡那霉素(Km)的LB培养基中。将这种种子培养物接种于含有3%(ν/ν)甘油、0.5%(g/v)和50μg/mlKm的M9培养基中。将IOmL培养物培养至0.D.600=0.7，随后用0.5mMIPTG诱导培养物。在加入各种醛至浓度为5_10mM前，允许细胞表达目的酶3小时。在加入醛后，将培养物加上盖子，并37°C下振荡孵育72小时。用2mL乙酸乙酯提取培养物，并利用下述操作步骤在GC-MS上分析IyL注射w/50进口温度_150°C初始炉温_50°C温度斜坡1-10°C温度斜坡2-50°C1半品脱(split)分钟-150°C分钟-300°CGC向MS转移的温度_250°CMS检测-全扫描MW35-200对于大于等于C12的分析将容纳pTrc99A(对照载体)或pTrcBAL的大肠杆菌DHlOB菌株接种于0.75XM9/0.5%LB，该培养基含有0.ImMCaCl2,2mMMgSO4UmMKC1U%半乳糖醛酸盐、5μg/mL硫胺、Amp。将该培养物培养至高达0.8的光密度(600nnm)，用0.25mMIPTG诱导。允许细胞在37°C下表达蛋白2.5小时，随后添加醛底物，至浓度为5mM，将培养瓶牢固地该上盖子，并在37°Cw/振荡200rpm孵育72小时。用0.75mL乙酸乙酯提取ImL最终培养物，离心，促进相分离，随后利用下述方法经由GCMS分析IyL注射w/501半品脱进口温度_250°C初始炉温_50°C温度斜坡1-10°C/分钟至125°C温度斜坡2-30V/分钟至300V最终温度300°C-1分钟GC向MS转移的温度-250°CMS检测-全扫描MW40-260。结果绘示于图17-图25。图17表示丁醛依次转化为5_羟基_4_辛酮、随后是4，5-辛二醇。图18表示正-戊醛依次转化为6-羟基-5-癸酮和随后地5，6-癸二醇。图19表示3-甲基丁醛转化为2，7-二甲基-5-羟基-4-辛酮和随后地2，7-二甲基-4，5-辛二醇。图20表示正-己醛依次转化为7-羟基-6-十二碳酮和随后地6，7-十二烷二醇。图21表示4-甲基戊醛转化为2，9-二甲基-6-羟基-5-癸酮和随后地2，9-二甲基-5，6-癸二醇。图22表示正-辛醛转化为9-羟基-8-十六碳酮。图23表示乙醛转化为3-羟基_2_丁酮。图24表示正-丙醛依次转化为4-羟基-3-丁酮和随后地3，4-己二醇。图25表示苯乙醛转化为1，4-二苯基-3-羟基-2-丁酮。与上文相似，在大肠杆菌中构建包含分离自荧光假单胞菌的苯甲醛裂解酶(bal)基因(优化密码子的使用，用于大肠杆菌蛋白的表达)的途径，并检测其催化产生各种α-羟基酮的能力。结果表示所检测的bal基因的广谱C-C连接酶活性，并示于图48-图55中。实施例7二醇脱氢酶和二醇脱水酶的依次生物活性为了检测二醇脱氢酶和二醇脱水酶在脱水和还原途径中的依次生物活性，用丁偶姻作为产生4-辛酮的依次反应的底物。二醇脱氢酶(如ddh)催化α-羟基酮和其相应的二醇如5-羟基-4-辛酮和4，5-辛二醇的可逆的还原和氧化，二醇脱水酶(如pdu⑶Ε)催化二醇如4，5-辛二醇的不可逆脱水。将肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱氢酶ddh和肺炎克雷伯氏菌MGH78578的二醇脱水酶Pdu⑶E克隆至细菌表达载体并表达，并且在Ni-NTA柱上纯化，如实施例X所述，除了在二醇脱水酶的表达和纯化过程中的所有时间添加ImM1，2_丙二醇外。pduCDE多肽的大、中和小亚基分别为SEQIDNOs:103、105和107的核苷酸序列编码，且多肽序列分别示于SEQIDNOs104、106和108中。将ddh3和pdu⑶E多肽与丁偶姻和它们的适当辅因子一起孵育，随后用气相色谱质谱术(GC-MS)测定其进行依次反应产生4-辛酮产物的能力。下文的表3给出了反应条件。将反应混合物在37°C下，在0.6mL具有最小头部空间的印pendorf管中孵育40小时。用等体积的乙酸乙酯提取反应产物，储存于玻璃瓶，并送往ThermoFischerScientificInstrumentsDivision，用于通过GC-MS的组成分析。图26A表示GC-MS数据，该数据证实在样品提取物中存在4，5-辛二醇。在5.36分钟时的峰、滞留时间的质谱鉴定为丁偶姻(底物)，在6.01,6.09和6.12分钟时，鉴定为4，5-辛二醇的不同异构体。这种化合物是由丁偶姻通过ddh3的还原产生的期望的产物。图26B表示GC-MS数据，其证实在样品提取物种存在4_辛酮。4.55时的峰、滞留时间的质谱鉴定为4-辛酮。这种化合物是由分别通过ddh3和pduCDE的依此的丁偶姻脱氢和4，5-辛二醇脱水而产生的期望的产物。图27A和图27B表示样品提取物气相色谱/质谱和4_辛酮标准气相色谱/质谱间的比较。这些结果证明，利用二醇脱氢酶(ddh3)和二醇脱水酶(pdu⑶E)，4-辛酮由丁偶姻产生。孵育的反应混合物的GC-MS分析证实起始材料、中间物和产物，从而证明这些酶对这些特定底物是再适当的。实施例8次级醇脱氢酶的分离和生物活性利用底物如4-辛酮、2，7-二甲基-4-辛酮、环戊酮和相应的醇，测量次级醇脱氢酶(2ADHs)催化大的饱和的酮还原为次级醇的能力。次级醇脱氢酶所催化的反应的实例示例于下文(表示4-辛酮还原为4-辛醇)除非另有说明，所有的酶和试剂均分别购买自NewEnglandBiolabs和Sigma。各种次级醇脱氢酶(2ADHs)分离自恶臭假单胞菌KT2440、荧光假单胞菌Pf_5和肺炎克雷伯氏菌MGH78578。所有的载体在BL21(DE3)感受态细胞中转化，用IPTG(经由T7启动子)诱导编码目的蛋白的基因的表达。裂解细胞，提取蛋白，随后在Ni-NTA柱上纯化。在测定前，将Ni-NTA洗脱物中终蛋白的浓度稀释为0.15mg/mL。利用THERMOmax微量培养板读数器以动力学模式进行NADPH/NADPH消耗和产生测定，从而监测340nm下的NADPH的吸光率峰，直到反应到达平衡。在表2所述的测定中，检测2ADH-2、2ADH-5、2ADH-8以及2ADH-10催化4-辛醇的氧化或催化4-辛酮的还原的能力。这些反应条件见下文的表4:如下文表5所述，进行其它检测，其中检测2ADH-2、2ADH-11、2ADH-12、2ADH-13、2ADH-14、2ADH-15、2ADH-16、2ADH-17和2ADH-18催化4-辛醇、2，7-二甲基-4-辛醇或环戊醇的氧化或催化4-辛酮、2，7-二甲基-4-辛酮或环戊酮的还原的能力。表5图30A表示表3的NADH产生测定的结果，其中，在存在NAD+时，2ADH-2催化4-辛醇的氧化，这可由NADH的产生测量。图30B表示表3的NADPH产生测定的结果，其中，在存在NADP+时，2ADH-5、2ADH-8和2ADH-10催化4-辛醇的氧化，这可由NADPH的产生测量。图31表示4-辛醇通过2ADH-11(图31A)和2ADH-16(图31B)的氧化，可分别由NADH和NADPH的产生测量。图32表示2，7-二甲基辛醇通过2ADH-11和其它(图32A)以及2ADH-16(图32B)的氧化，这分别可以由NADH和NADPH的产生测量。图33A表示2，7-二甲基辛醇通过2ADH11和2ADH16的还原，这可由NADPH消耗监测。图33B表示2ADH11和2ADH16两者对各种底物的还原活性。图34表示环戊醇通过2ADH-16的氧化(图34A)和还原(图34B)。与上文相似，利用2ADH-16，对各种底物进行氧化和还原反应的动力学检测。这些研究的条件如下0.04mg/mL酶，0.25mg/mL辅因子，20mMTrisHCl缓冲液pH6.5(red)或9.0(OX)，T=25C，总体积100μL。还原反应的计算的速率常数，以及底物的结构，概括于图35中。氧化反应的计算的速率常数，以及底物的结构，概括于图36。这些结果表明，2ADH-16能催化广泛种类底物的氧化和还原两者。实施例9不依赖辅酶Β12的二醇脱水酶的分离和体外及体内活性用底物，如1，2_丙二醇、内消旋_2，3-丁二醇以及反式_1，2_环戊二醇检测不依赖Β12的二醇脱水酶在脱水和还原途径中的体外和体内生物活性。二醇脱水酶催化二醇如1，2-丙二醇的不可逆的脱水。对于体外活性，将容纳pETPduCDE(二醇脱水酶亚基)的大肠杆菌BL21(DE3)接种于IOOmLLB培养基中，培养至OD600=0.7，用0.15mMIPTG诱导，并在22°C下孵育22小时。裂解细胞，并在M-NTA旋转柱上纯化目的蛋白。所有三种脱水酶亚基的纯化通过向裂解物和洗涤缓冲液添加5mM1,2-丙二醇完成。Ni-NTA纯化产生约660μL浓度为2.2mg/mL的蛋白混合物。利用Bradford试剂操作步骤，进行蛋白浓度测定。用纯化的Pdu⑶E建立体外二醇脱水酶反应。用1，2-丙二醇和内消旋_2，3_丁二醇进行三个测定。还用添加的洗脱缓冲液取代纯化的PduCDE，建立对照反应。在半厌氧条件下，在2mL螺旋盖玻璃瓶中进行体外反应。反应组分和浓度在表6中给出。48小时后，用0.5mL乙酸乙酯或己醇提取ImL反应混合物，并通过GCMS分析。对于所有的实验，用下述GCMS操作步骤IyL注射w/501半品脱进口温度_250°C初始炉温-50°C温度斜坡1-10°C/分钟至125°C温度斜坡2_30°C/分钟至300°C最终温度300°C-1分钟GC向MS转移的温度-250°CMS检测-全扫描MW40-260结果显示于图45中。图45A证实由1，2_丙二醇形成1-丙醛，且图45B证实由内消旋_2，3-丁二醇形成2-丁酮，两者都被不依赖B12的二醇脱水酶催化。对于体内活性，按如下构建pBBRDhaBl/2质粒编码丁酸梭菌的不依赖B12的甘油脱水酶(dhaBl)和激活剂(dhaB2)的DNA序列，通过聚合酶链式反应(PCR)扩增98°C10秒，60°C15秒以及对于dhaBl为72°C2分钟和对于dhaB2为72°C1分钟，重复30次。反应混合物分别含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(对于dhaBl为5’-CCGCTCGAGGAGGATATATATATGATTTCTAAAGGCTTTAGCACCC-3’(SEQIDNO318)和对于dhaB2为5’-ACGTGATGTAATCTAGAGGAGGATATATATATGAGCAAAGAAATTAAAGG-3，(SEQIDNO319)和反向引物(对于dhaBl为5’-TCTTTGCTCATATATATATCCTCCTCTAGATTACATCACGTGTTCAGTAC-3，(SEQIDNO320)和对于dhaB2为5，-CGAGCTCTTATTCGGCGCCAATGGTGCACGGG-3‘(SEQIDNO:321)、IUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ngpETdhaBl和pETdhaB2,总体积μ。扩增的片段进行凝胶纯化，并通过另一轮PCR进行剪接98°C10秒，60°C15秒以及720C2.5分钟，重复30次。反应混合物含有1XPhusion缓冲液(NEB)、2mMdNTP、0.5μM正向引物(5，-CCGCTCGAGGAGGATATATATATGATTTCTAAAGGCTTTAGCACCC-3，)(SEQIDNO322)和反向引物(5，-CGAGCTCTTATTCGGCGCCAATGGTGCACGGG-3’)(SEQIDNO323)UUPhusion高保真DNA聚合酶(NEB)，以及50ng每一片段，总体积50μ1。扩增的DNA片段用XhoI和SacI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBBRlMCS-2。将两株容纳pBBRlMCS-2或pBBRDhaBl/2的大肠杆菌DHlOB菌株接种于无甘油的TB培养基中。将培养物培养至0D_=0.5，将底物1，2-丙二醇、内消旋_2，3-丁二醇和反式-1，2-环戊二醇添加于各培养物，至浓度为10mM。在将培养物转移至无氧环境中之前，添加5μg/ml辅酶S-腺苷甲硫氨酸。将培养物在37°C下孵育48小时。48小时后，用0.5mL乙酸乙酯或己醇提取ImL提取物，并通过GCMS分析，如上文所述。结果显示于图46中。图46A表示由1，2_丙二醇体内产生1-丙醇。图46B表示由内消旋_2，3丁二醇体内产生2-丁醇。图46C表示由反式-1，2-环戊二醇体内产生环戊酮。实施例10足以生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的分泌的藻酸盐裂解酶和基因组区的鉴定为了鉴定分泌的或外部藻酸盐裂解酶，以及为了鉴定灿烂弧菌的足以赋予生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的基因组区，利用Invitrogen(Carlsbad，CA)的gateway系统制备下列克隆。首先，通过将PCR片段TOPO克隆于pENTR/D/TOPO中，制备入门载体(entryvectors)。利用灿烂弧菌BOl基因组DNA作为模板，产生PCR片段，并用下述引物对扩增Vs24214-24249对应于V12B01_24214至V12B01_24249的基因标示符的基因组区(参阅实施例1)。表724214Fcacccaagcgatagtttatatagcgt(SEQIDNO324)24249Rgaaatgaacggatattacgt(SEQIDNO325)Vs24189-24209对应于V12B01_24189至V12B01_24209的基因标示符的基因组区(参阅实施例1)。表824189Rcggaacaggtgattgtggt(SEQIDNO326)24209Fcaccgcccacttcaagatgaagctgt(SEQIDNO327)Vs24214-24239对应于V12B01_24214至V12B01_24239的基因标示符的基因组区(参阅实施例1)。表924214Fcacccaagcgatagtttatatagcgt(SEQIDNO328)24239R_1gtggctaagtacatgccggt(SEQIDNO329)利用LR重组酶(Invitrogen)，将入门载体与目的载体(destinationvector)PET-DEST42(Invitrogen)重组。随后将这些目的载体放入电转感受态DHlOB或BL21细胞中。消化(利用酶NdeI和BamHI)利用灿烂弧菌12B01基因组DNA作为模板而产生并用下述引物对扩增的PCR产物，制备藻酸盐裂解酶克隆表10V12B01_24214的正向引物GGAATTCCATatgacaaagaatatgacgac24214ndeFtaaac(SEQIDNO330)V12B01_24214的反向引物CGGGATCCttattatttcccctgccctgcagt24214bamR(SEQIDNO331)V12B01_24219的正向引物GGAATTCCATatgagctatcaaccacttttac24219ndeF(SEQIDNO332)V12B01_24219的反向引物:CGGGATCCttacagttgagcaaatgatcc24219bamR(SEQIDNO333)随后将消化的PCR产物连接于切割的pET28载体。对于分泌的藻酸盐裂解酶的存在，检测灿烂弧菌BOl的某些克隆的基因组区，检测上述构建体的各种组合赋予生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的能力。灿烂弧菌的Vs24254(SEQIDNO32)区编码功能性外部藻酸盐裂解酶。表达PET28载体的Vs24254的BL21细胞能分解生长培养基中的藻酸盐。当培养于LB+2%藻酸盐+0.ImM异丙基β-D-I-硫代半乳糖苷(IPTG)中时，仅表达Vs24254基因的细胞产生了粉红的阳性TBA测定结果。通过旋转培养于上述培养基上的过夜培养物，进行这种测定。随后将培养基与0.8%硫代巴比妥酸(TBA)按11的比例混合，99摄氏度下加热10分钟，测定粉红着色。图47表示这种测定的结果。图47中左侧的试管表示取自表达Vs24254细胞的过夜培养物的培养基，而右手的试管表示使用表达Vs24259的细胞的培养基的TBA反应(阴性对照)。阴性对照缺少粉红着色表示没有发生藻酸盐多聚体的切割或者发生了很少的切割。不表达任何重组蛋白的野生型大肠杆菌细胞与作为阴性对照Vs24259表现相同着色(数据未显示)。为了检测重组大肠杆菌生长于作为唯一碳源的藻酸盐上的能力，将转化的细胞在30摄氏度下在96孔板中温和震荡培养19小时。每一孔容纳222μ1具有0.66%碳源的基本培养基(参见基本培养基说明的生长条件)，该碳源采用降解的藻酸盐或葡萄糖的形式(生长的阳性对照)。所有的细胞是无质粒的BL21(BL21-阴性对照)、具有1个质粒的BL21(Da或3a)或具有2个质粒的BL21(Dk3a和Da3k)。质粒以小写字母表示“a”指质粒骨架pET-DEST42，“k”指pENTR/D/ΡΟ骨架。“D”表示质粒含有基因组区Vs24214_24249，而“3”表示质粒含有基因组区Vs24189-24209。因此，Da是pET_DEST42_Vs24214-24249，Da3k是pET-DEST42-Vs24214-24249以pENTR/D/T0P0-Vs24189_24209等。如图56A所示，两个载体构建体pET-DEST42-Vs24214-24249和pENTR/D/T0P0-Vs24189-24209，当与大肠杆菌组合时，赋予在作为唯一碳源的降解的藻酸盐上的生长。当将这些基因组插入物转换至相反的载体(pET-DEST42-Vs24189-24209和pENTR/D/T0P0-Vs24214-24249)时，观察到这种相同的结果。图56B表示在作为阳性对照的葡萄糖上的生长。因此，组合的灿烂弧菌的基因组区Vs24214-24249和Vs24189_24209足以赋予大肠杆菌在作为唯一碳源的藻酸盐上生长的能力。实施例11乙醇由藻酸盐的产生检测通过培养于作为碳源的藻酸盐上的重组大肠杆菌产生乙醇的能力。为了产生重组的大肠杆菌，将编码运动发酵单孢菌的丙酮酸脱羧酶(Pdc)和两种醇脱氢酶(adhA和adhB)的DNA序列通过聚合酶链式反应(PCR)扩增。将这些扩增的片段进行凝胶纯化，并通过另一轮PCR剪接在一起。最终的扩增的DNA片段用BamHI和XbaI消化，并连接于用相同的限制酶预消化的pBBRlMCS-2。所得的质粒称为pBBRPdc-AdhA/B。用pBBRPdc-AdhA/B或pBBRPdc-AdhA/B+1.5Fos(含有V12B01_24189至V12B01_24249的基因组区的fosmid克隆；这些序列赋予大肠杆菌利用藻酸盐作为唯一碳源的能力，参阅实施例1和10)转化大肠杆菌，将其培养于含有藻酸盐的m9培养基中，并检测乙醇的产生。结果显示于图57，其证明，容纳pBBRPdc-AdhA/B+1.5F0S的菌株，当生长于藻酸盐上时，表现出显著更高的乙醇产量。这些结果表明，pBBRPdc-AdhA/B+1.5F0S在产生乙醇时，能利用藻酸盐作为碳源。将下述出版物的全部内容通过引用并入本文。1.T.Y.Wong,L.A.Preston,N.L.Schiller,AnnuRevMicrobiol54，289(2000).2.W.Hashimoto,0.Miyake,A.Ochiai,K.Murata,JBiosciBioeng99,48(Jan,2005).3.M.Yamasaki,K.Ogura,W.Hashimoto,B.Mikami,K.Murata,JMolBiol352,11(Sep9,2005).4.M.Yamasakietal.,ActaCrystallogrSectFStructBiolCrystCommun61,288(Mar1,2005).5.0.Miyake,A.Ochiai,W.Hashimoto,K.Murata,JBacteriol186,2891(May,2004).6.0.Miyake,W.Hashimoto,K.Murata,ProteinExprPurif29,33(May,2003).7.H.J.Yoon,B.Mikami,W.Hashimoto,K.Murata,JMolBiol290,505(Jul9,1999).8.H.J.Yoon,W.Hashimoto,0.Miyake,K.Murata,B.Mikami,JMolBiol307,9(Mar16,2001).9.W.Hashimoto,0.Miyake,K.Momma,S.Kawai,K.Murata,JBacteriol182,4572(Aug,2000).10.H.J.Yoonetal.,ProteinExprPurif19，84(Jun，2000).11.T.Osawa,Y.Matsubara,T.Muramatsu,M.Kimura,Y.Kakuta,JMolBiol345,1111(Feb4,2005).12.A.Ochiai,W.Hashimoto,K.Murata,ResMicrobiol157,642(Sep,2006).13.F.J.Mergulhao,D.K.Summers,G.A.Monteiro,BiotechnolAdv23,177(May,2005).14.J.H.Choi,S.Y.Lee,ApplMicrobiolBiotechnol64，625(Jun，2004).15.M.P.DeLisa,D.Tullman,G.Georgiou,ProcNatlAcadSciUSA100，6115(May13,2003).16.N.Blaudeck,G.A.Sprenger,R.Freudl,T.ffiegert,JBacteriol183,604(Jan,2001).17.N.Pradeletal.,BiochemBiophysResCommun306，786(Jul4,2003).18.L.Masipetal.，Science303，1185(Feb20,2004).19.C.M.Barrett,N.Ray,J.D.Thomas,C.Robinson,A.Bolhuis,BiochemBiophysResCommun304,279(May2,2003).20.R.Binet,S.Letoffe,J.M.Ghigo,P.De1epe1aire,C.ffandersman,FoliaMicrobiol(Praha)42，179(1997).21.I.Gentschev,G.Dietrich,W.Goebel,TrendsMicrobiol10，39(Jan,2002).22.V.Koronakis,FEBSLett555,66(Nov27,2003).23.J.Jose,ApplMicrobiolBiotechnol69，607(Feb，2006).24.J.Jose,D.Betscheider,D.Zangen,AnalBiochem346,258(Nov15,2005).25.M.Ashiuchi,H.Misono,ApplMicrobiolBiotechnol59,9(Jun,2002).26.J.Naritaetal.,ApplMicrobiolBiotechnol70,564(May,2006)27.Y.Asoetal,NatBiotechnol24，188(Feb，2006).28.W.Hashimotoetal.,BiosciBiotechnolBiochem69,673(Apr,2005).29.A.E.Lagarde,F.R.Stoeber,JBacteriol129,606(Feb,1977).30.M.A.Mandrand-Berthelot,P.Ritzenthaler,M.Mata-Gilsinger,JBacteriol160,600(Nov,1984).31.J.Pouyssegur,F.Stoeber,JBacteriol117,641(Feb,1974).32.J.Preiss,G.Ashwell,JBiolChem237，309(Feb，1962).33.J.Preiss,G.Ashwell,JBiolChem237，317(Feb,1962).34.G.M.Bird,P.Haas,BiochemicalJournal25,403(1931).35.L.H.Cretcher,W.L.Nelson,Science67,537(May25,1928).36.W.L.Nelson,L.H.Cretcher,JournaloftheAmericanChemicalSociety51，1914(1929)37.W.L.Nelson,L.H.Cretcher,JournaloftheAmericanChemicalSociety52,2130(1930)38.W.L.Nelson,L.H.Cretcher,JournaloftheAmericanChemicalSociety54,3409(1932)39.E.Schoeffel,K.P.Link,JournalofBiologicalChemistry95,213(1932).40.E.Schoeffel,K.P.Link,JournalofBiologicalChemistry100,397(1933).41.H.A.Spoehr,ArchiveofBiochemistry14,153(1947).42.J.J.Farmer,3rd,R.G.Eagon,JBacteriol97,97(Jan,1969).43.R.L.Anderson,D.P.Allison,JBiolChem240,2367(Jun,1965).44.W.J.Lennarz,R.J.Light,K.Bloch,ProcNatlAcadSciUSA48,840(May,1962).45.S.A.Graham,CritRevFoodSciNutr28,139(1989).46.E.ffiberg,P.Edwards,J.Byrne,S.Stymne,K.Dehesh,Planta212,33(Dec,2000).47.L.Yuan,T.A.Voelker,D.J.Hawkins,ProcNatlAcadSciUSA92，10639(Nov7,1995).48.K.Dehesh,A.Jones,D.S.Knutzon,Τ.Α.Voelker,PlantJ9，167(Feb,1996).49.K.Dehesh,P.Edwards,Τ.Hayes,Α.Μ.Cranmer,J.Fillatti,PlantPhysiol110,203(Jan,1996).50.K.Μ.Mayer,J.Shanklin,BMCPlantBiol7，1(2007)·51.J.K.Jhaetal.，PlantPhysiolBiochem44,645(Nov-Dec,2006).52.B.S.Schutt,M.Brumme1,R.Schuch,F.Spener，Planta205，263(Jun,1998)·53.K.Dehesh,P.Edwards,J.Fillatti,M.Slabaugh,J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1-苯基-3-戊烯、1-苯基-2-戊醇、ι-苯基-3-戊醇、1-苯基-2-戊酮、1-苯基-3-戊酮、1-苯基_2，3-戊二醇、1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1-苯基-3-羟基-2-戊酮、1-苯基_2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基戊烷、4-甲基-1-苯基-1-戊烯、4-甲基-1-苯基-2-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊烯、4-甲基-1-苯基-3-戊醇、4-甲基-1-苯基-2-戊醇、4-甲基-1-苯基-3-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-戊二酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-戊酮、1_(4_羟苯基)戊烷、1-(4_羟苯基)-1_戊烯、1-(4_羟苯基)-2_戊烯、1-(4_羟苯基)-3_戊烯、1-(4_羟苯基)-2_戊醇、1-(4_羟苯基)-3_戊醇、1-(4_羟苯基)-2_戊酮、1-(4_羟苯基)-3_戊酮、1-(4_羟苯基)-2，3_戊二醇、1-(4_羟苯基)-2_羟基-3-戊酮、1-(4_羟苯基)-3_羟基-2-戊酮、1-(4_羟苯基)-2，3_戊二酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)戊烷、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2_戊烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_戊烯、4-甲基-1-(4_羟苯基)-1_戊烯、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-戊酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-戊酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2，3-戊二醇、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2_羟基-3-戊酮、1-吲哚-3-戊烷、1-(吲哚-3)-l-戊烯、1-(吲哚_3)-2-戊烯、1-(吲哚-3)-3-戊烯、1-(吲哚-3)-2-戊醇、1_(吲哚_3)-3-戊醇、1-(吲哚-3)-2-戊酮、1-(吲哚-3)-3-戊酮、1-(吲哚-3)-2，3-戊二醇、1_(吲哚-3)-2-羟基-3-戊酮、1_(吲哚_3)-3-羟基-2-戊酮、1-(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(吲哚-3_)戊烷、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-戊烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-1-戊烯、4-甲基_2-(吲哚_3)-3-戊醇、4-甲基-1-(吲哚_3)-2-戊醇、4-甲基-1-(吲哚_3)-3-戊酮、4-甲基-l-(B引哚-3)-2-戊酮、4-甲基_1_(B引哚_3)-2，3_戊二醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-戊二酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-戊酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-戊酮、正-己烷、1-己烯、1-己醇、己醛、己酸盐、2-己烯、3-己烯、2-己醇、3-己醇、2-己酮、3-己酮、2，3_己二醇、2，3_己二酮、3，4_己二醇、3，4_己二酮、2-羟基-3-己酮、3-羟基-2-己酮、3-羟基-4-己酮、4-羟基-3-己酮、2-甲基己烷、3-甲基己烧、2-甲基-2-己烯、2-甲基-3-己烯、5-甲基-1-己烯、5-甲基-2-己烯、4-甲基-1-己烯、4-甲基-2-己烯、3-甲基-3-己烯、3-甲基-2-己烯、3-甲基-1-己烯、2-甲基-3-己醇、5-甲基-2-己醇、5-甲基-3-己醇、2-甲基-3-己酮、5-甲基-2-己酮、5-甲基-3-己酮、2-甲基-3，4-己二醇、2-甲基-3，4-己二酮、5-甲基_2，3_己二醇、5-甲基-2，3-己二酮、4-甲基-2，3-己二醇、4-甲基-2，3-己二酮、2-甲基-3-羟基-4-己酮、2-甲基-4-羟基-3-己酮、5-甲基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-3-羟基-2-己酮、2，5-二甲基己烷、2，5-二甲基-2-己烯、2，5-二甲基-3-己烯、2，5-二甲基-3-己醇、2，5-二甲基-3-己酮、2，5-二甲基-3，4-己二醇、2，5-二甲基-3，4-己二酮、2，5-二甲基-3-羟基-4-己酮、5-甲基-1-苯基己烷、4-甲基-1-苯基己烷、5-甲基-1-苯基-1-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己烯、5-甲基-1-苯基-3-己烯、4-甲基-1-苯基-1-己烯、4-甲基-1-苯基-2-己烯、4-甲基-1-苯基-3-己烯、5-甲基-1-苯基-2-己醇、5-甲基-1-苯基-3-己醇、4-甲基-1-苯基-2-己醇、4-甲基-1-苯基-3-己醇、5-甲基-1-苯基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、4-甲基-1-苯基-2，3-己二醇、5-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-苯基-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-苯基-2-羟基-3-己酮、5-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1-苯基-2，3-己二酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)己烷、5-甲基-1-(4-羟苯基)-1-己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己烯、4-甲基_1-(4_羟苯基)-1_己烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己烯、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己烯、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己醇、4-甲基_1-(4_羟苯基)-2_己醇、4-甲基-l-(4-羟苯基)-3_己醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2_己酮、5-甲基-1-(4-羟苯基)-3-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3_己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二醇、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二醇、5-甲基-l-(4-羟苯基)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-(4-羟苯基)-2-羟基-3-己酮、5-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二酮、4-甲基-l-(4-羟苯基)-2，3_己二酮、4-甲基_1_(吲哚-3-)己烷、5-甲基-1-(吲哚-3)-1-己烯、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-己烯、5-甲基-I-(吲哚-3)-3-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-l-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己烯、4-甲基-1-(吲哚-3)-3_己烯、5-甲基-1-(吲哚-3)-2_己醇、5-甲基(吲哚_3)-3-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己醇、4-甲基-1-(吲哚-3)-3-己醇、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-己酮、4-甲基+(吲哚-3)-3-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-己二醇、4-甲基(吲哚_3)-2，3-己二醇、5-甲基-1-(吲哚-3)-3-羟基-2-己酮、5-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-己酮、4-甲基-1-(吲哚_3)-3-羟基-2-己酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2-羟基-3-己酮、5-甲基(吲哚-3)-2，3-己二酮、4-甲基-1-(吲哚-3)-2，3-己二酮、正-庚烷、庚烯、庚醇、庚醛、庚酸盐、2-庚烯、3-庚烯、2-庚醇、3-庚醇、4-庚醇、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2，3-庚二醇、2，3_庚二酮、3，4_庚二醇、3，4_庚二酮、2-羟基-3-庚酮、3-羟基-2-庚酮、3-羟基-4-庚酮、4-羟基-3-庚酮、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、6-甲基-2-庚烯、6-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚烯、2-甲基-2-庚烯、5-甲基-2-庚烯、5-甲基-3-庚烯、3-甲基-3-庚烯、2-甲基-3-庚醇、2-甲基-4-庚醇、6-甲基-3-庚醇、5-甲基-3-庚醇、3-甲基-4-庚醇、2-甲基-3-庚酮、2-甲基-4-庚酮、6-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、3-甲基-4-庚酮、2-甲基_3，4-庚二醇、2-甲基-3，4-庚二酮、6-甲基_3，4-庚二醇、6-甲基_3，4_庚二酮、5-甲基_3，4-庚二醇、5-甲基_3，4-庚二酮、2-甲基-3-羟基_4_庚酮、2-甲基_4_羟基-3-庚酮、6-甲基-3-羟基-4-庚酮、6-甲基-4-羟基-3-庚酮、5-甲基-3-羟基-4-庚酮、5-甲基-4-羟基-3-庚酮、2，6_二甲基庚烷、2，5-二甲基庚烷、2，6_二甲基-2-庚烯、2，6-二甲基-3-庚烯、2，5-二甲基-2-庚烯、2，5-二甲基-3-庚烯、3，6-二甲基-3-庚烯、2，6-二甲基-3-庚醇、2，6-二甲基-4-庚醇、2，5-二甲基-3-庚醇、2，5-二甲基-4-庚醇、2，6-二甲基-3，4-庚二醇、2，6-二甲基-3，4-庚二酮、2，5-二甲基-3，4-庚二醇、2，5-二甲基-3，4-庚二酮、2，6-二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，6-二甲基-4-羟基-3-庚酮、2，5-二甲基-3-羟基-4-庚酮、2，5-二甲基-4-羟基-3-庚酮、正-辛烷、1-辛烯、2-辛烯、1_辛醇、辛醛、辛酸盐(octanoate)、3_辛烯、4_辛烯、4_辛醇、4_辛酮、4，5_辛二醇、4，5-辛二酮、4-羟基-5-辛酮、2-甲基辛烷、2-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛烯、7-甲基-3-辛烯、3-甲基-3-辛烯、3-甲基-4-辛烯、6-甲基-3-辛烯、2-甲基-4-辛醇、7-甲基-4-辛醇、3-甲基-4-辛醇、6-甲基-4-辛醇、2-甲基-4-辛酮、7-甲基-4-辛酮、3-甲基-4-辛酮、6-甲基-4-辛酮、2-甲基-4，5-辛二醇、2-甲基-4，5-辛二酮、3-甲基-4，5-辛二醇、3-甲基-4，5-辛二酮、2-甲基-4-羟基-5-辛酮、2-甲基-5-羟基-4-辛酮、3-甲基-4-羟基-5-辛酮、3-甲基-5-羟基-4-辛酮、2，7-二甲基辛烷、2，7-二甲基-3-辛烯、2，7-二甲基-4-辛烯、2，7-二甲基-4-辛醇、2，7-二甲基-4-辛酮、2，7-二甲基-4，5-辛二醇、2，7-二甲基-4，5-辛二酮、2，7-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6-二甲基辛烷、2，6-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛烯、3，7-二甲基-3-辛烯、2，6-二甲基-4-辛醇、3，7-二甲基-4-辛醇、2，6-二甲基-4-辛酮、3，7-二甲基-4-辛酮、2，6-二甲基-4，5-辛二醇、2，6-二甲基-4，5-辛二酮、2，6-二甲基-4-羟基-5-辛酮、2，6-二甲基-5-羟基-4-辛酮、3，6-二甲基辛烷、3，6-二甲基-3-辛烯、3，6-二甲基-4-辛烯、3，6-二甲基-4-辛醇、3，6-二甲基-4-辛酮、3，6-二甲基-4，5-辛二醇、3，6-二甲基-4，5-辛二酮、3，6-二甲基-4-羟基_5_辛酮、正-壬烷、1-壬烯、1-壬醇、壬醛、壬酸盐、2-甲基壬烷、2-甲基-4-壬烯、2-甲基-5-壬烯、8-甲基-4-壬烯、2-甲基-5-壬醇、8-甲基-4-壬醇、2-甲基-5-壬酮、8-甲基-4-壬酮、8-甲基_4，5-壬二醇、8-甲基-4，5-壬二酮、8-甲基-4-羟基-5-壬酮、8-甲基-5-羟基-4-壬酮、2，8-二甲基壬烷、2，8-二甲基-3-壬烯、2，8-二甲基-4-壬烯、2，8-二甲基-5-壬烯、2，8-二甲基-4-壬醇、2，8-二甲基-5-壬醇、2，8-二甲基-4-壬酮、2，8-二甲基-5-壬酮、2，8-二甲基-4，5-壬二醇、2，8-二甲基-4，5-壬二酮、2，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、2，8-二甲基-5-羟基-4-壬酮、2，7-二甲基壬烷、3，8-二甲基-3-壬烯、3，8-二甲基-4-壬烯、3，8-二甲基-5-壬烯、3，8-二甲基-4-壬醇、3，8-二甲基-5-壬醇、3，8-二甲基-4-壬酮、3，8-二甲基-5-壬酮、3，8-二甲基-4，5-壬二醇、3，8-二甲基-4，5-壬二酮、3，8-二甲基-4-羟基-5-壬酮、3，8_二甲基-5-羟基-4-壬酮、正-癸烷、1-癸烯、1-癸醇、癸酸盐、2，9-二甲基癸烷、2，9-二甲基-3-癸烯、2，9-二甲基-4-癸烯、2，9-二甲基-5-癸醇、2，9-二甲基-5-癸酮、2，9-二甲基-5，6-癸二醇、2，9-二甲基-6-羟基-5-癸酮、2，9-二甲基-5，6-癸二酮、正-十一烷、1-十一碳烯、1-十一烷醇、十一醛、十一酸盐、正-十二烷、1-十二碳烯、1-十二烷醇、十二醛、十二酸盐、正-十二烷、Ι-decadeceneU-十二烷醇、十二醛、十二酸盐、正-十三烷、1-十三碳烯、1-十三烷醇、十三醛、十三酸盐、正-十四烷、1-十四碳烯、1-十四烷醇、十四醛、十四酸盐、正-十五烷、1-十五碳烯、1-十五烷醇、十五醛、十五酸盐、正_十六烷、1-十六碳烯、1-十六烷醇、十六醛、十六酸盐、正-十七烷、1-十七碳烯、1-十七烷醇、十七醛、十七酸盐、正-十八烷、1-十八碳烯、1-十八烷醇、十八醛、十八酸盐、正-十九烷、1-十九碳烯、1-十九烷醇、十九醛、十九酸盐、二十烷、1-二十碳烯、1-二十烷醇、二十醛、二十酸盐、3-羟基丙醛、1，3_丙二醇、4-羟基丁醛、1，4_丁二醇、3-羟基-2-丁酮、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、高柠檬酸盐、高异柠檬酸盐、b-羟基己二酸盐、戊二酸盐、glutarsemialdehyde、戊二醛、2-羟基-1-环戊酮、1，2_环戊二醇、环戊酮、环戊醇、(S)-2-乙酰乳酸、(R)_2，3-二羟基-异戊酸盐、2-氧代异戊酸盐、异丁酰辅酶A、异丁酸盐、异丁醛、5-氨基戊醛、1，10-二氨基癸烷、1，10-二氨基-5-癸烯、1，10-二氨基-5-羟基癸烷、1,10-二氨基-5-癸酮、1，10-二氨基-5，6-癸二醇、1，10-二氨基-6-羟基-5-癸酮、苯乙醛、1，4_二苯基丁烷、1，4_二苯基-1-丁烯、1，4_二苯基-2-丁烯、1，4-二苯基-2-丁醇、1，4-二苯基-2-丁酮、1，4-二苯基-2，3-丁二醇、1，4-二苯基-3-羟基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4_苯基丁烷、1-(4_羟苯基)-4_苯基-1-丁烯、1-(4_羟苯基)-4-苯基-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁醇、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-4-苯基-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基)-4-苯基-3-羟基-2-丁酮、1_(吲哚-3)-4-苯基丁烷、1-(吲哚-3)-4-苯基-1-丁烯、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁烯、1_(吲哚-3)-4-苯基-2-丁醇、1-(吲哚-3)-4-苯基-2-丁酮、1-(吲哚_3)-4-苯基-2，3-丁二醇、1_(吲哚-3)_4-苯基-3-羟基-2-丁酮、4-羟苯基乙醛、1，4_二(4-羟苯基)丁烷、1，4-二(4-羟苯基)-1_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)-2_丁烯、1，4_二(4-羟苯基)-2-丁醇、1，4-二(4-羟苯基)-2_丁酮、1，4_二(4-羟苯基)-2，3_丁二醇、1，4_二(4-羟苯基)_3_羟基-2-丁酮、1-(4_羟苯基)-4-(吲哚-3-)丁烷、1-(4_羟苯基)-4-(吲哚-3)-l-丁烯、1-二(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁烯、1-(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁醇、1_(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2-丁酮、1-(4-羟苯基)-4-(吲哚-3)-2，3-丁二醇、1-(4-羟苯基-4-(吲哚-3)-3-羟基-2-丁酮、吲哚-3-乙醛、1，4-二(吲哚-3-)丁烷、1，4-二(吲哚_3)_1_丁烯、1，4_二(吲哚-3)-2-丁烯、1，4-二(吲哚-3)-2-丁醇、1，4-二(吲哚_3)-2-丁酮、1，4_二(吲哚_3)-2，3-丁二醇、1，4-二(吲哚_3)-3-羟基-2-丁酮、琥珀酸半醛、己烷-1，8_二羧酸、3-己烯-1，8-二羧酸、3-羟基-己烷-1，8-二羧酸、3-己酮_1，8-二羧酸、3，4-己二醇-1，8-二羧酸、4-羟基-3-己酮-1，8-二羧酸、岩藻依聚糖、碘、叶绿素、类胡萝卜素、钙、镁、铁、钠、钾、以及磷酸盐。9.将多糖转化为适宜的单糖或寡糖的方法，包括(a)使所述多糖与微生物系统接触足以将所述多糖转化为适宜的单糖或寡糖的时间，其中所述多糖任选地从生物质获得，其中所述微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，其中所述裂解酶和/或水解酶任选地包含至少一个信号肽或至少一个自动转运蛋白结构域；()至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白和超通道(supercharmel)；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶和醛缩酶，从而将所述多糖转化为适宜的单糖或寡糖。10.将多糖转化为适宜的单糖或寡糖的方法，包括(a)使所述多糖与化学或酶促催化途径接触足以将所述多糖转化为第一单糖或寡糖的时间，其中所述多糖任选地由生物质获得；和(b)使所述第一多糖或寡糖与微生物系统接触足以将所述第一多糖或寡糖转化为适宜的单糖或寡糖的时间，其中所述微生物系统包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因；()至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白和超通道(supercharmel)；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶和醛缩酶，从而将所述多糖转化为所述适宜的单糖或寡糖。11.如权利要求9或10所述的方法，其中所述裂解酶选自藻酸盐裂解酶、果胶酸裂解酶、多聚甘露糖醛酸裂解酶、多聚葡糖酸裂解酶、多聚半乳糖醛酸裂解酶以及鼠李聚糖半乳糖醛酸裂解酶。12.如权利要求9或10所述的方法，其中所述水解酶选自藻酸盐水解酶、鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶、多聚甘露糖醛酸水解酶、果胶水解酶以及多聚半乳糖醛酸水解酶。13.如权利要求9或10所述的方法，其中所述转运蛋白选自ABC转运蛋白、同向转运蛋白(symporter)以及外膜孔蛋白。14.如权利要求13所述的方法，其中所述ABC转运蛋白选自Atu3021，Atu3022、Atu3023、Atu3024、algMl、algM2、AlgQl、AlgQ2、AlgS、0G251605558,0G251605563,0G251605568、0G251605573、TogM,TogN,TogA,TogB、及其功能变体。15.如权利要求13所述的方法，其中所述同向转运蛋白选自V12B01_24239(SEQIDNO:26)、V12B01_24194(SEQIDNO8)和TogT，及其功能变体。16.如权利要求13所述的方法，其中所述外膜孔蛋白包含选自V12B01_24269、KdgM和KdgN及其功能变体的孔蛋白。17.能在作为唯一碳源的多糖上生长的重组微生物，其中所述多糖选自藻酸盐、果胶、三半乳糖醛酸盐、二半乳糖醛酸盐、纤维素以及半纤维素。18.如权利要求17所述的重组微生物，其中所述多糖是藻酸盐。19.如权利要求17所述的重组微生物，其中所述多糖是果胶。20.如权利要求17所述的重组微生物，其中所述多糖是三半乳糖醛酸盐。21.重组微生物，包含(i)至少一个编码和表达选自裂解酶和水解酶的酶的基因，其中所述裂解酶或水解酶任选地包含至少一个信号肽或至少一个自动转运蛋白结构域；()至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖转运蛋白、二糖转运蛋白、三糖转运蛋白、寡糖转运蛋白、多糖转运蛋白和超通道(supercharmel)；以及(iii)至少一个编码和表达酶的基因，所述酶选自单糖脱氢酶、异构酶、脱水酶、激酶以及醛缩酶。22.如权利要求17-21中任一项所述的重组微生物，其中所述微生物能在作为唯一碳源的多糖上生长。23.如权利要求22所述的重组微生物，其中所述多糖选自藻酸盐、果胶以及三半乳糖醛酸盐。24.将适宜的单糖或寡糖转化为第一大量生产型化学品的方法，包括(a)使所述适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将所述适宜的单糖或寡糖转化为所述大量生产型化学品的时间，其中所述微生物系统包含重组微生物，其中所述微生物包含大量生产型化学品生物合成途径，从而将所述适宜的单糖或寡糖转化为所述第一大量生产型化学品。25.如权利要求24所述的方法，其中所述大量生产型化学品途径包含一个或多个编码醛或酮生物合成途径的基因。26.如权利要求25所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径选自乙醛、丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛、2-吲哚-3-乙醛、戊二醛、5-氨基-戊醛、琥珀酸半醛以及琥珀酸4-羟苯基乙醛生物合成途径中的一个或多个。27.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含乙醛生物合成途径和选自丙醛、丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。28.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含丙醛生物合成途径和选自丁醛、异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛以及苯乙醛生物合成途径的生物合成途径。29.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含丁醛生物合成途径和选自异丁醛、2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。30.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含异丁醛生物合成途径和选自2-甲基-丁醛、3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4-羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。31.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含2-甲基-丁醛生物合成途径和选自3-甲基-丁醛、2-苯乙醛、2-(4-羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。32.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含3-甲基-丁醛生物合成途径和选自2-苯乙醛、2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。33.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含2-苯乙醛生物合成途径和选自2-(4_羟苯基)乙醛以及2-吲哚-3-乙醛生物合成途径的生物合成途径。34.如权利要求26所述的方法，其中所述醛或酮生物合成途径包含2-(4-羟苯基)乙醛生物合成途径和2-吲哚-3-乙醛生物合成途径。35.如权利要求24所述的方法，其中所述第一大量生产型化学品进一步被酶促和/或化学还原和脱水为第二大量生产型化学品。36.将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品的方法，包括(a)使所述适宜的单糖或寡糖与微生物系统接触足以将所述适宜的单糖或寡糖转化为所述大量生产型化学品的时间，其中所述微生物系统包含(i)一个或多个编码和表达醛生物合成途径的基因，其中所述醛生物合成途径包含一个或多个编码和表达脱羧酶的基因；和()一个或多个编码和表达醛还原酶的基因，从而将所述适宜的单糖或寡糖转化为所述大量生产型化学品。37.如权利要求36所述的方法，其中所述脱羧酶是吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)。38.如权利要求37所述的方法，其中所述IPDC包含与SEQIDNO:312所示的氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一的氨基酸序列。39.如权利要求36所述的方法，其中所述醛还原酶是苯乙醛还原酶(PAR)。40.如权利要求39所述的方法，其中所述PAR包含与SEQIDNO313所示的氨基酸序列至少80%、90%、95%、98%或99%同一的氨基酸序列。41.如权利要求36所述的方法，其中所述大量生产型化学品选自2-苯基乙醇、2-(4-羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。42.重组微生物，包含(i)一个或多个编码和表达醛生物合成途径的基因，其中所述醛生物合成途径包含一个或多个编码和表达脱羧酶的基因；以及(ii)一个或多个编码和表达醛还原酶的基因。43.如权利要求42所述的重组微生物，其中所述醛生物合成途径还包含一个或多个编码和表达酶的基因，所述酶选自辅酶A连接的醛脱氢酶、醛脱氢酶以及醇脱氢酶。44.如权利要求42所述的重组微生物，其中所述脱氢酶是吲哚-3-丙酮酸脱羧酶(IPDC)。45.如权利要求42所述的重组微生物，其中所述醛还原酶是苯乙醛还原酶(PAR)。46.如权利要求42所述的重组微生物，其中所述微生物能将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品。47.如权利要求46所述的重组微生物，其中所述大量生产型化学品选自2-苯基乙醇、2-(4-羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。48.如权利要求17-23或42-47所述的重组微生物，其中所述微生物包含与野生型微生物相比降低的乙醇产生能力。49.如权利要求48所述的重组微生物，其中所述微生物包含乙酰辅酶A向乙醇的转化的降低或抑制。50.如权利要求48所述的重组微生物，其中所述重组微生物包含乙醇脱氢酶的减少，从而提供降低的乙醇产生能力。51.如权利要求50所述的重组微生物，其中所述乙醇脱氢酶是adhE、其同源物或变体。52.如权利要求50所述的重组微生物，其中所述微生物包含adhE、其同源物或变体的缺失或敲除。53.如权利要求17-23或42-47所述的重组微生物，其中所述重组微生物包含编码酶的基因的一个或多个缺失或敲除，所述酶选自催化乙酰辅酶A转化为乙醇的酶、催化丙酮酸盐转化为乳酸盐的酶、催化延胡索酸盐转化为琥珀酸盐的酶、催化乙酰辅酶A和磷酸盐转化为辅酶A和乙酰磷酸盐的酶、催化乙酰辅酶A和甲酸盐转化为辅酶A和丙酮酸盐的酶以及催化α-酮酸转化为支链氨基酸的酶。54.如权利要求1-53中任一项所述的微生物系统或重组微生物，其中所述重组微生物或微生物系统包含选自以下的微生物醋化醋酸杆菌(Acetobacteraceti)、无色杆菌(Achromobacter)、嗜酸菌(Acidiphilium)、不动杆菌(Acinetobacter)、马杜拉放线菌(Actinomadura)、游动放线菌(Actinoplanes)、敏捷好氧炽热球菌(Aeropyrumpernix)、农杆菌(Agrobacterium)、产喊杆菌(Alcaligenes)、菠萝(Ananascomosus)(M)>节杆菌(Arthrobacter)、黑曲霉(Aspargillusniger)、米曲霉(Aspargillusoryze)、^ii|ftβ(Aspergillusmelleus)、㈣#曲β(Aspergilluspulverulentus)>^^ffi霉(Aspergillussaitoi)、酱油曲霉(Aspergillussojea)、宇佐美曲霉(Aspergillususamii)、嗜碱芽孢杆菌(Bacillusalcalophilus)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillusamyloliquefaciens)>短芽孢杆菌(Bacillusbrevis)、环状芽孢杆菌(Bacilluscirculans)、克劳氏芽孢杆菌(Bacillusclausii)、迟缓芽孢杆菌(Bacilluslentus)、地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)、浸麻芽孢杆菌(Bacillusmacerans)、嗜热月旨肪芽孢杆菌(Bacillusstearothermophilus)、枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilis)、双歧杆菌(Bifidobacterium)、短短芽孢杆菌(Brevibacillusbrevis)、洋葱伯克霍尔15lif(Burkholderiacepacia)>Blft^lif(Candidacy1indracea)>^Ii^lif(Candidarugosa)、番木瓜(Caricapapaya)(L)、纤维微菌(Cellulosimicrobium)、头抱霉菌(Cephalosporium)、变动毛壳菌(Chaetomiumerraticum)、细HI3毛壳菌(Chaetomiumgracile)、梭菌(Clostridium)、丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)、丙酮丁醇梭菌(Clostridiumacetobutylicum)、热纤维素梭菌(Clostridiumthermocellum)、(谷氨酸)棒杆菌(Corynebacterium(glutamicum))、Corynebacteriumefficiens、大肠杆菌(Escherichiacoli)、肠球菌(Enterococcus)、菊欧文氏菌(Erwinachrysanthemi)、葡糖酸杆菌(Gliconobacter)、葡糖酸醋酸杆菌(Gluconacetobacter)、盐盒菌(Haloarcula)、特异腐质霉(Humicolainsolens)、Humicolansolens、西唐北里孢菌(Kitasatosporasetae)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、产酸克雷伯氏菌(Klebsiellaoxytoca)、克鲁维酵母(Kluyveromyces)、脆壁克鲁维酵母(Kluyveromycesfragilis)、乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyceslactis)、库克菌(Kocuria)、Lactlactis、乳酸杆菌(Lactobacillus)、发酵乳酸杆菌(Lactobacillusfermentum)、清酒乳酸杆菌(Lactobacillussake)、乳球菌(Lactococcus)、乳酸乳球菌(Lactococcuslactis)、明串珠菌(Leuconostoc)、甲基孢囊菌(Methylocystis)、西西里甲烷叶菌(Methanolobussiciliae)、嗜器官产甲焼菌(Methanogeniumorganophilum)、布氏甲杆菌(Methanobacteriumbryantii)、蛾微杆菌(Microbacteriumimperiale)、溶壁微球菌(Micrococcuslysodeikticus)、小月菌(Microlunatus)、爪口圭毛霉(Mucorjavanicus)、分枝杆菌(Mycobacterium)、漆斑M(Myrothecium)、石宵(Nitrobacter)^^it^MM(Nitrosomonas)λK(Nocardia)、番木瓜(Papayacarica)、片球菌(Pediococcus)、嗜盐片球菌(Pediococcushalophilus)、青霉菌(Penicillium)、产黄青霉(Penicilliumcamemberti)、橘青霉(Penicilliumcitrinum)、埃默森青霉(Penicilliumemersonii)、娄地青霉(Penicilliumroqueforti)、淡紫青霉(Penicillumlilactinum)、多色青霉(Penicillummulticolor)、好氧反石肖化菌(Paracoccuspantotrophus)、丙酸杆菌(Propionibacterium)、假单胞菌(Pseudomonas)、焚光假单孢菌(Pseudomonasfluorescens)、脱氮假单胞杆菌(Pseudomonasdenitrificans)、火球菌(Pyrococcus)、激烈火球菌(Pyrococcusfuriosus)、堀野氏火球菌(Pyrococcushorikoshii)、根癌菌(Rhizobium)、米黑根毛霉(Rhizomucormiehei)、微小根毛霉(Rhizomucorpusi1IusLindt)、根霉(Rhizopus)、德氏根霉(Rhizopusdelemar)、东京根霉(Rhizopusjaponicus)、雪白根霉(Rhizopusniveus)、米根霉(Rhizopusoryzae)、少抱根霉(Rhizopusoligosporus)、红球菌(Rhodococcus)、酉良酒酵母(Sccharomycescerevisiae)、Sclerotinalibertina、多食鞘氨酉享杆菌(sphingobacteriummultivorum)、鞘氨酉享杆菌(sphingobium)、鞘胺酉享单胞菌(sphingomonas)、链球菌(Streptococcus)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)Y-U链霉菌(Streptomyces)、灰色链霉菌(Streptomycesgriseus)、变铅青链霉菌(Streptomyceslividans)、鼠灰链霉菌(Streptomycesmurinus)、诱掠色链霉菌(Streptomycesrubiginosus)、紫红链霉菌(Streptomycesviolaceoruber)、茂原链轮丝菌(Streptoverticilliummobaraense)、四体球菌(Tetragenococcus)、栖热菌(Thermus)、泛养硫球菌(Thiosphaerapantotropha)、栓菌(Trametes)、木霉(Trichoderma)、长枝木霉(Trichodermalongibrachiatum)、里氏木霉(Trichodermareesei)、绿色(Trichodermaviride)λR:^##(Trichosporonpenicillatum)、胃■M菌(Vibrioalginolyticus)、黄单胞菌(Xanthomonas)、酵母(yeast)、鲁氏接合酵母(Zygosaccharomycesrouxii)、发酵单胞菌(Zymomonas)以及运动发酵单胞菌(Zymomonusmobilis)。55.如权利要求1-8或24-41中任一项所述的方法所产生的大量生产型化学品。56.混合的大量生产型化学品，包含权利要求55所述的大量生产型化学品和精炼的石油产品。57.如权利要求56所述的混合的大量生产型化学品，其中所述大量生产型化学品选自C10-C12烃、2-苯基乙醇、2-(4-羟苯基)乙醇以及吲哚-3-乙醇。58.如权利要求57所述的混合的大量生产型化学品，其中所述C10-C12烃选自2，7_二甲基辛烷和和2，9-二甲基癸烷。59.如权利要求56所述的混合的大量生产型化学品，其中所述精炼的石油产品选自喷气燃料和柴油燃料。60.产生富大量生产型化学品的精炼的石油产品的方法，包括(a)将所述精炼的石油产品与通过权利要求1-8或21-41中任一项的方法所产生的所述大量生产型化学品混合，从而产生所述富大量生产型化学品的精炼的石油产品。1全文摘要提供了用于将多糖、如衍生自生物质的多糖转化为适宜的单糖或寡糖，以及将适宜的单糖或寡糖转化为大量生产型化学品如生物燃料的方法、酶、重组微生物以及微生物系统。还提供了本文所述方法所产生的大量生产型化学品。还提供了富大量生产型化学品的精炼的石油产品，以及产生该石油产品的方法。文档编号C12P7/00GK101889092SQ200880119281公开日2010年11月17日申请日期2008年10月3日优先权日2007年10月4日发明者吉国靖雄,樫山雄树申请人:生物结构实验室公司