[发明专利]一种高效生产广藿香醇的工程菌及其构建方法和应用

说明书

本发明公开了一种高效生产广藿香醇的工程菌及其构建方法和应用，所述工程菌以解脂耶氏酵母菌为出发菌株，在解脂耶氏酵母菌的基因组中插入优化的广藿香醇合酶编码基因PS1和tHMGR编码基因后得到；所述优化的广藿香醇合酶编码基因PS1如SEQ ID NO.1所示；所述tHMGR编码基因如SEQ ID NO.2所示。本发明的工程菌能够高效合成广藿香醇，构建方法高效，操作简单，此外本发明提供的收集产物的方法采用边发酵边萃取的方法，及时的将生产的广藿香醇萃取至有机相中，缓解了胞内溶解广藿香醇的压力，有效提高广藿香醇的产量，为人工细胞合成广藿香醇奠定了基础。

技术领域

本发明属于生物工程领域，具体涉及一种高效生产广藿香醇的工程菌及其构建方法和应用。

背景技术

植物天然产物(Plant-derived natural products)是指植物体内具有生物学活性的一类次生代谢产物。植物种类和生态环境的多样性造就了植物天然产物结构和性能的丰富多样性，因此，植物天然产物的种类和数量非常巨大，目前已知的种类主要包括萜类、生物碱类、甾体类、黄酮类及酚类等。其中，萜类(Terpenoids)又是植物天然产物中数量最多、分布最广的一大类物质，其是以异戊二烯为结构单元的一系列化合物的统称。多数萜类化合物具有药理学和生物学活性，也可以作为香料、药物、色素等精细化学品的重要生产原料，因此在食品、药品和化工等多个领域应用广泛。目前，萜类化合物的工业生产主要还是通过直接从植物中提取而得。但是，这一生产方式存在诸多弊端，如植物资源稀缺、目标物质含量低、分离纯化效率低等。利用化学合成法也能够生产萜类化合物，但这一生产方式同样存在环境污染严重、能源消耗大、设备要求高、原料利用率低等问题。随着人们对健康、能源和环境等问题关注度的提高，利用微生物代谢工程及合成生物学技术实现萜类化合物的绿色生产就成为了一个研究热点。相比植物提取法和化学合成法，这种微生物合成法具有反应条件温和、低碳环保和可持续发展等优点，因此具有广阔的发展前景。近年来，随着微生物代谢工程及合成生物学等相关技术的突破性发展，利用微生物合成法生产萜类化合物有望成为替代植物提取法和化学合成法的一种有效策略。

倍半萜化合物多按其结构的碳环数分类：无环型、单环型、双环型、三环型和四环型，广藿香醇(也称为百秋李醇，patchouli alcohol)是一种三环倍半萜，其分子式为C₁₅H₂₆O。近年来，由于三环倍半萜类广藿香醇具有抗炎和潜在的抗癌特性，受到了越来越多的关注。广藿香醇是一种倍半萜醇，具有多种药理特性，如神经保护、抗炎和抗癌活性；另外因其特有的香味和风味，也被广泛用于香水和香料工业。通常，广藿香醇以广藿香油的形式通过蒸汽蒸馏从广藿香植物的叶子中提取。而广藿香的种植受限于特定的地理位置和气候条件，其蒸汽蒸馏过程相对广泛，需要大量的时间、能量和煤油。与植物相比，微生物在生产萜类化合物方面表现出几个优势，例如节省土地、快速生长和可控的培养条件。随着代谢工程和合成生物学的发展，许多有价值的植物来源的萜类化合物已经在微生物细胞工厂中生产。因此，微生物生产为广藿香醇的可持续性和大规模生产提供了一种有吸引力的方法，目前还没有广藿香醇在微生物生中可持续性和大规模生产的方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高效生产广藿香醇的工程菌，本发明通过基因工程的手段对解脂耶氏酵母进行代谢工程改造，以期获得高产广藿香醇的解脂耶氏酵母菌株，体现其生产植物萜类化合物的优势，为解脂耶氏酵母酵母的代谢工程改造以及产帖多样性提供了有效的思路。

本发明还提供所述高效生产广藿香醇的工程菌的构建方法和应用。

技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种高效生产广藿香醇的工程菌，所述工程菌以解脂耶氏酵母菌为出发菌株，在解脂耶氏酵母菌的基因组中插入优化的广藿香醇合酶编码基因PS1和tHMGR编码基因后得到；所述优化的广藿香醇合酶编码基因PS1如SEQID NO.1所示；所述tHMGR编码基因如SEQ ID NO.2所示。