高產蝦青素釀酒酵母菌株的構建與優(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)，和預防心血管疾病及癌癥，在食品醫(yī)藥化妝品領域有著潛在的市場價值。因此，利用合成生物學研究蝦青素在工程菌株內的合成和產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)傾向的反應過程決定了中間產物積累的數(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)狀代謝和中間產物積累的關鍵。本研究在δ位點整合蝦青素上游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-胡蘿卜素產量最高的菌為出發(fā)菌（SyBE_Sc118012），在敲除該菌株內源基因ypl062w的同時，在此位點過表達thmgr和bts1-erg20融合蛋白基因以增加前體供應，β-胡蘿卜素產量提高了1.65倍，工程釀酒酵母菌株SyBE_Sc118030達到了1

3、62.1 mg/L。在此基礎上，通過不同來源的羥化酶和酮化酶的組合嘗試，并調節(jié)羥化酶與酮化酶之間的相對表達強度，最終得到了高產蝦青素的工程釀酒酵母菌株SyBE_Sc118076，其搖瓶產量為28.25 mg/L（干重為4.4 mg/g），在5L發(fā)酵罐中通過補料流加發(fā)酵工藝優(yōu)化，產量提高1.25倍，達到了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的羥化酶和酮化酶基因進而提高蝦青素產量，減少中間代謝物質積累，對蝦青素代