USE OF DNA ENCODING PLASTID PYRUVATE DEHYDROGENASE AND BRANCHED CHAIN OXOACID DEHYDROGENASE COMPONENTS TO ENHANCE POLYHYDROXYALKANOATE BIOSYNTHESIS IN PLANTS

Provided are nucleic acid coding sequences and methods utilizing these sequences for optimizing levels of substrates employed in the biosynthesis of copolymers of 3-hydroxybutyrate (3HB) and 3-hydroxyvalerate (3HV) in plants via manipulation of normal metabolic pathways using recombinant techniques. This optimization is achieved through the use of a variety of wild-type and/or deregulated enzymes involved in the biosynthesis of aspartate family amino acids, and wild-type or deregulated forms of enzymes, such as threonine deaminase, involved in the conversion of threonine to P(3HB-co-3HV) copolymer endproduct. These enzymes are used in conjunction with the E1 alpha , E1 beta , E2, and E3 subunits of plastid pyruvate dehydrogenase complexes and branched chain oxoacid dehydrogenase complexes or mitochondrial dihydrolipoamide dehydrogenase E3 components to enhance the levels of threonine, 2-oxobutyrate ( alpha -keto-butyrate), propionate, propionyl-CoA, beta -ketovaleryl-CoA, and beta -hydroxyvaleryl-CoA. Also provided are methods for the biological production of P(3HB-co-3HV) copolymer in plants utilizing the enhanced levels of propionyl-CoA produced therein. Introduction into plants of an appropriate beta -ketothiolase, a beta -ketoacyl-CoA reductase, and a PHA synthase in combinations with the aforementioned enzymes will permit such plants to produce commercially useful amounts of P(3HB-co-3HV) copolymers. L'invention concerne des séquences d'acides nucléiques codantes et des procédés utilisant ces séquences pour optimiser des niveaux de substrats utilisés dans la biosynthèse végétale de copolymères de 3-hydroxybutyrate (3HB) et de 3-hydroxy-valérate (3HV) et ce, grâce à la manipulation de voies métaboliques normales par des techniques recombinantes. Cette optimisation est obtenue grâce à l'utilisation, d'une part, d'une pluralité d'enzymes, du type sauvage et/ou dérégulées, impliquées dans la biosynthèse d'acides aminés de la famille des aspartates; et, d'autre part, de formes sauvages ou dérégulées d'enzymes, telles que la thréonine désaminase, impliquées dans la conversion de la thréonine en un produit terminal copolymère P(3HB-co-3HV). Ces enzymes sont utilisées en association avec les sous-unités E1 alpha , E1 beta , E2 et E3 de complexes pyruvate déshydrogénase plastidiale, de complexes oxacide déshydrogénase à chaîne ramifiée ou de composants E3 de dihydrolipoamide déshydrogénase mitochondriaux et ce, dans le but d'augmenter les teneurs en thréonine,