[发明专利]异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母及其构建方法

说明书

本发明公开了异源合成α‑檀香烯的重组解脂耶氏酵母及其构建方法，构建方法包括以下步骤：(1)向解脂耶氏酵母中导入优化后的α‑檀香烯合酶编码基因STS，得到重组菌1；在重组菌1的基础上，分别提高HMG1、tHMG1、ERG8、ERG10的活性，获得的异源合成α‑檀香烯的重组解脂耶氏酵母使α‑檀香烯的产量提高，本发明的方法为人工合成α‑檀香烯提供了依据。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母及其构建方法。

背景技术

萜烯是一类广泛存在于植物中的天然来源化合物，一般在化工行业中被用于香料和天然药物的生产。由于微生物发酵具有环境友好性，高效低耗性和产物专一性，已经逐渐成为一种可以替代化学合成和植物提取的新型技术。酿酒酵母，大肠杆菌等菌种已经成为生产天然产物的常用菌株。合成生物学在药用天然化合物的开发和生产方面应用广泛，不同种类的天然药物及其前体，如生物碱类的异喹啉、异胡豆苷，聚酮类的6-脱氧红霉素内酯B、苯二酚内酯，黄酮/芪类的白藜芦醇、扁桃酸，萜类的青蒿酸、番茄红素、虾青素、β-胡萝卜素、丹参酮二烯、紫杉醇二烯等均已成功地在异源微生物宿主中合成。

檀香油，素有“香料之王，绿色黄金”美誉。α-檀香醇又是名贵中药和香料檀香油的主要成分，α-檀香烯是一种倍半萜，是α-檀香醇的前体物质。檀香油中含有90％以上的檀香醇，α-,β-檀香醇的占比约为2:1。檀香油有广泛的商业用途，可用作制作香氛，芳香疗法，入药有行气止痛和温胃止呕的效果。有研究发现其是对抗皮肤癌的化疗潜力药物(Dwivediet al.,2003)。檀香油的主要来源是取檀香木芯材蒸馏来得到，檀香木是一种半寄生植物，生长极其缓慢，数十年成树，所以檀香油的植物提取不仅费力还耗时，价格高昂。除此之外，树木砍伐还会对自然环境造成侵害。在植物檀香木(Santalum album L.)中，α-檀香烯的直接前体是法尼基焦磷酸(FPP)，它经α-檀香烯合酶催化成α-檀香烯。因此，酵母中內源MVA途径中的法尼基焦磷酸可以成为植物中倍半萜化合物异源合成的有效前体。

解脂耶氏酵母作为一种GRAS(generally regarded as safe)非常规酵母，已有研究表明其适合作为萜类化合物生产底盘细胞。其中，在解脂耶氏酵母中实现四萜化合物β-胡萝卜素的合成，并达到目前微生物异源合成的最高产量4g/L(Shuliang Gao et al.,Metabolic Engineering,2017)；倍半萜化合物α-金合欢烯首次在解脂耶氏酵母中合成并实现产量259.98mg/L(XiaYang et al.，Bioresource Technology,2016)；单萜化合物柠檬烯在解脂耶氏酵母中也达到了23.56mg/L(Xuan Cao et al.Biotechnology forBiofuels,2016)。然而，利用合成生物学方法在解脂耶氏酵母中实现α-檀香烯异源合成还未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第二个目的是提供第二种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第三个目的是提供第三种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第四个目的是提供第四种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第五个目的是提供第五种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第六个目的是提供第六种异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法。

本发明的第七个目的是提供上述异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母的构建方法构建的异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母。

本发明的第八个目的是提供上述各个异源合成α-檀香烯的重组解脂耶氏酵母发酵生产α-檀香烯的用途。