高產(chǎn)蝦青素釀酒酵母菌株的構(gòu)建與優(yōu)化.pdf

1、蝦青素（3,3′－二羥基－4,4′－二酮基－β,β′－胡蘿卜素）是天然類胡蘿卜素的一種。由于其強(qiáng)大的抗氧化活性和單線態(tài)氧猝滅能力，蝦青素可以減緩衰老，保持皮膚健康，提升免疫系統(tǒng)，和預(yù)防心血管疾病及癌癥，在食品醫(yī)藥化妝品領(lǐng)域有著潛在的市場價值。因此，利用合成生物學(xué)研究蝦青素在工程菌株內(nèi)的合成和產(chǎn)量提升具有重要的意義。
　　蝦青素生物合成過程中羥化酶（CrtZ）和酮化酶(CrtW)傾向的反應(yīng)過程決定了中間產(chǎn)物積累的數(shù)目與數(shù)量，因此解決

2、羥化酶和酮化酶之間的代謝平衡是降低蝦青素合成過程中網(wǎng)狀代謝和中間產(chǎn)物積累的關(guān)鍵。本研究在δ位點(diǎn)整合蝦青素上游β-胡蘿卜素合成基因，獲得了蝦青素的直接前體β-胡蘿卜素，然后以其中β-胡蘿卜素產(chǎn)量最高的菌為出發(fā)菌（SyBE_Sc118012），在敲除該菌株內(nèi)源基因ypl062w的同時，在此位點(diǎn)過表達(dá)thmgr和bts1-erg20融合蛋白基因以增加前體供應(yīng)，β-胡蘿卜素產(chǎn)量提高了1.65倍，工程釀酒酵母菌株SyBE_Sc118030達(dá)到了1

3、62.1 mg/L。在此基礎(chǔ)上，通過不同來源的羥化酶和酮化酶的組合嘗試，并調(diào)節(jié)羥化酶與酮化酶之間的相對表達(dá)強(qiáng)度，最終得到了高產(chǎn)蝦青素的工程釀酒酵母菌株SyBE_Sc118076，其搖瓶產(chǎn)量為28.25 mg/L（干重為4.4 mg/g），在5L發(fā)酵罐中通過補(bǔ)料流加發(fā)酵工藝優(yōu)化，產(chǎn)量提高1.25倍，達(dá)到了53.5 mg/L。因此，本研究通過不同來源組合篩選適合底盤表達(dá)的羥化酶和酮化酶基因進(jìn)而提高蝦青素產(chǎn)量，減少中間代謝物質(zhì)積累，對蝦青素代