[发明专利]一种色素及其生产工程菌构建方法

说明书

本申请公开了一种色素及其生产工程菌构建方法，通过比较蛋白组学方法在蓝色海蜇伞部表皮中鉴定到一种高表达量蛋白，通过序列比对和结构域分析，发现该蛋白与肺状根口水母蓝色素蛋白前体相似，具有卷曲的富含半胱氨酸的结构域和环饼结构域，符合根口水母目特有色素家族性质。因此，将该蛋白命名为海蜇蓝色素。构建海蜇蓝色素基因表达载体，通过基因工程方法改造圆红冬孢酵母，构建一株产蓝色素的工业酵母菌株。已构建菌株合成的蓝色素无毒副作用，未来可应用于食品和印染行业。

技术领域

本申请涉及一种色素及其生产工程菌构建方法，属于生物技术领域。

背景技术

色素广泛应用于食品、纺织、化妆品、医药保健和饲料等行业，是食品添加剂和印染工业的重要组成部分。色素包括合成色素和天然色素，与合成色素相比，天然色素不仅具有色调自然和安全性高等优点，还具有营养、保健、抗菌和抗肿瘤等功效，受到世界范围内广泛关注。天然色素中，红、黄品系色素来源较为广泛，而蓝色素则相对罕见。

已报道天然蓝色素有螺旋藻蓝色素、栀子蓝色素、靛蓝、放线紫素和石蕊杀菌素等，其中栀子蓝色素是天然蓝色素的主要来源。栀子蓝色素以热带植物栀子果实为原料，经过微生物发酵或酶的生物转化作用制得，具有物化性质稳定、着色力好和食用安全等优点，然而原料来源无法保障。从经济的角度考虑，微生物具有生长快、易培养及不受资源、环境和空间的限制等优点，同时，利用微生物产蓝色素具有成本低和污染少的优势。

发明内容

本申请首先从海蜇中鉴别出了一种新的蓝色素，然后通过基因工程方法在圆红冬孢酵母中进行表达，构建了一个产蓝色素的工程酵母菌株。本申请所涉及的海蜇蓝色素是在蓝色海蜇伞部表皮中鉴定到的1种高表达量蛋白，通过NCBI-blast序列比对分析，发现该蛋白与肺状根口水母蓝色蛋白前体相似，因此该蛋白为海蜇蓝色素(Blue pigment,Blup)。

本申请采用如下技术方案：

一种色素，所述色素中包含色素蛋白质，所述色素蛋白质的氨基酸序列如SEQ IDNO:1所示。

本申请还提出了一种工程菌，所述工程菌可合成权利要求1所述的色素蛋白质。

本申请还提出了上述工程菌的构建方法，包括如下步骤：

将含有用于合成所述色素蛋白质的基因的载体导入受体菌，使合成所述色素蛋白质的基因表达，即得到所述工程菌。

可选地，所述受体菌采用圆红冬孢酵母。

可选地，所述的合成所述色素蛋白质的基因的核苷酸序列如SEQ IDNO:3所示。

可选地，所述载体中包含启动子XYL和终止子HSP，所述启动子XYL和终止子HSP均克隆自圆红冬孢酵母。

可选地，所述载体中还包含诺尔斯菌素抗性基因，通过诺尔斯菌素筛选阳性转化子。

可选地，所述载体为pZPK-pGK-Nrs-Tnos-Pxyl-Blup-tHSP，其中Blup表示用于合成所述色素蛋白质的编码基因。

本申请所涉及的工程菌株构建方法包括蓝色素蛋白编码基因的密码子优化、合成、表达盒构建及酵母遗传转化。蓝色素基因根据圆红冬孢酵母密码子偏好性进行优化设计，GC含量由47.46％提高到60.18％，优化后的基因由苏州鸿讯生物科技有限公司进行合成。表达盒构建涉及的启动子XYL和终止子HSP，均克隆自圆红冬孢酵母。以pZPK为载体，构建蓝色素基因表达盒pXYL-Blup-tHSP。

可选地，将所述载体通过电转化的方法先转入土壤农杆菌，再通过农杆菌介导方式将用于合成所述色素蛋白质的基因转入圆红冬孢酵母。

本申请还提出了上述色素和工程菌在食品、染织、药物中的应用。

本申请能产生的有益效果包括：