[发明专利]乙酰辅酶A增强模块在增强7-脱氢胆甾醇在微生物中合成的应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，特别涉及乙酰辅酶A增强模块在增强7-脱氢胆甾醇在微生物中合成的应用。

背景技术

维生素D是一种脂溶性维生素，也被看作是一种作用于钙、磷代谢的激素前体，是人体必需的维生素之一。据报道，目前已知的维生素D至少有十种，但最重要的是维生素D₂和维生素D₃。其中，维生素D₃是维生素D中生物代谢率最高的一种活性形式。维生素D₃主要是由人体自身合成的：人体皮肤中的7-脱氢胆甾醇吸收太阳光中的UVB可以转化为前维生素D₃，进而通过分子内重排生成热力学更稳定的结构——维生素D₃。所以，7-脱氢胆甾醇是合成维生素D3的重要前体，合成7-脱氢胆甾醇是生产维生素D₃的关键步骤。

目前，7-脱氢胆甾醇可以通过化学方法或生物转化的方法合成。但是，化学合成方法步骤较多、污染严重、副产物所占比例大；生物转化则多通过动物组织催化底物，所得产物与转化体系难于分离，这些都成为了限制工业化生产的关键因素。合成生物学是生产大规模且性能稳定的天然化合物的新学科，这种方式主要是通过基因工程手段将天然化合物合成途径相关酶基因导入到酵母、大肠杆菌或者植物等一些常用的模式底盘细胞中，在底盘细胞中重新构建可以生产天然化合物的途径，进而表达天然化合物。现已有利用酿酒酵母这一生产平台从廉价的碳源出发合成7-脱氢胆甾醇的报道。

通过采用合成生物学技术，荷兰的Hohmann Hans-Peter等人通过过表达截断的HMG1基因、敲除ERG5和ERG6基因、引入脊椎动物来源的固醇C-24还原酶基因，实现了在酵母中生产7-脱氢胆甾醇。德国的Christine Lang等人在敲除ERG5和ERG6基因的酿酒酵母菌株中过表达ERG1基因、ERG11基因、tHMGR基因和Δ-24还原酶(D24R)基因，构建了一株生产7-脱氢胆甾醇的酵母菌株。但是，现有的重组酿酒酵母菌株7-脱氢胆甾醇的产量较低，还需要继续研发。

发明内容

有鉴于此，本发明的发明目的在于提供一种乙酰辅酶A增强模块在增强7-脱氢胆甾醇在微生物中合成的应用。本发明发现当在酵母菌中导入乙酰辅酶A增强模块之后，次级代谢产物7-脱氢胆甾醇的产量得到显著提高，说明在微生物中导入乙酰辅酶A增强模块能够增强7-脱氢胆甾醇在微生物中的合成量，更有利于7-脱氢胆甾醇的大量生产。

为了实现本发明的发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种乙酰辅酶A增强模块在增强7-脱氢胆甾醇在微生物中合成的应用；

其中，乙酰辅酶A增强模块包括表达乙醇脱氢酶的基因、表达乙醛脱氢酶的基因、表达乙酰辅酶A合酶的基因和表达ATP-柠檬酸裂解酶的基因。

在本发明中，表达乙醇脱氢酶的基因是指该基因的表达产物具有乙醇脱氢酶的活性，能够催化乙醇转化为乙醛。

在本发明中，表达乙醛脱氢酶的基因是指该基因的表达产物具有乙醛脱氢酶的活性，能够催化乙醛转化为乙酸。

在本发明中，表达乙酰辅酶A合酶的基因是指该基因的表达产物具有乙酰辅酶A合酶的活性，能够乙酸转化为乙酰辅酶A。

在本发明中，表达ATP-柠檬酸裂解酶的基因是指该基因的表达产物具有ATP-柠檬酸裂解酶的活性，能够柠檬酸分解为乙酰辅酶A。

在本发明的一些实施例中，本发明提供的应用中所用的表达乙酰辅酶A合酶的基因具有如I、II或III所示的核苷酸序列：

I具有如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；

II具有如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列30％同源性的序列；

III具有如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经缺失、取代或添加一个或多个核苷酸获得的核苷酸序列。

在本发明的另外一些实施例中，本发明提供的应用中所用的表达ATP-柠檬酸裂解酶的基因具有如(I)、(II)或(III)所示的核苷酸序列：

(I)具有如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列；

(II)具有如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列30％同源性的序列；

(III)具有如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列经缺失、取代或添加一个或多个核苷酸获得的核苷酸序列。