[发明专利]一种重组菌及其用途

说明书

本发明公开了一种重组菌及其用途。本发明提供的重组菌，为在宿主酵母中表达上述吉玛烯A合成酶基因或其融合蛋白基因，得到的菌；所述融合蛋白基因包括吉玛烯A合成酶基因和尼基焦磷酸合酶基因；本发明的实验证明，本发明在宿主酵母中表达吉玛烯A合成酶基因或其融合蛋白基因，得到重组菌，可以大大提高吉玛烯A的产量，适用于工业化生产β‑榄香烯和/或吉玛烯A，为抗癌原料β‑榄香烯的生物合成方面提供有力菌株及研究基础。

技术领域

本发明涉及生物化工领域，尤其涉及一种重组菌及其用途，以及基于重组微生物法合成β-榄香烯。

背景技术

β-榄香烯(beta-elemene)是一种具有郁金香味的挥发性倍半萜化合物，为国家一类肿瘤新药的原料药。目前主要从郁金和莪术等植物中分离提取得到，但这种方法有 较多的缺点，包括含量低和差异大，产品纯化难，植物生长周期长，对生物资源尤其 野生资源造成严重破坏等。

利用合成生物学的原理，设计和改造微生物菌株来生产天然产物已被国际认为是一种最有潜力的方法，如在大肠杆菌中生产紫杉醇的前体紫杉二烯已达到1000 mg/L(Parayil KuMaran AjikuMar et al.,2010,Science,330:70-74)；银杏内酯类(Ginkgolides)前体左旋海松二烯(Levopimaradiene)，在改造后的大肠杆菌工程菌中 达到700mg/L的产量(Effendi Leonard et al.,2010,PNAS,107(31):13654–13659)；在 酵母工程菌中生产青蒿素(Artemisinin)的前体青蒿酸(Artemisinic acid)最高达到25 g/L(PaddonC J et al.,2013,Nature,496(7446):528-531)；目前国内在青蒿素，紫杉醇和丹参酮等药物分子的生物合成方面有相关研究。

自然界中，法尼基焦磷酸(FPP)能被吉玛烯A合成酶(GMAS)催化合成吉玛 烯A，吉玛烯A具有热不稳定性，易发生分子内热重排为β-榄香烯目前已有部分利用 重组菌生产β榄香烯前体吉玛烯A的研究，但产量均较低，达不到工业应用的要求。 例如：高允允等人通过在大肠杆菌中构建吉玛烯A的生物合成途径，得到的重组菌合 成吉玛烯A的最高产量仅为6.32mg/L，距离工业化还有较大的差距[微生物生物合成 β-榄香烯前体—吉马烯A研究，高允允，2012，杭州师范大学]。

发明内容

本发明一个目的是提供一种重组菌。

本发明提供的重组菌，为体内含有或表达吉玛烯A合成酶或吉玛烯A合成酶融合蛋白的酵母菌；

所述吉玛烯A合成酶融合蛋白包括所述吉玛烯A合成酶和法尼基焦磷酸合酶。

上述重组菌中，根据融合蛋白基因宿主来源不同，分为1种或多种，所述融合蛋 白的编码核酸包括所述吉玛烯A合成酶的编码核酸和所述法尼基焦磷酸合酶的编码核 酸；

所述融合蛋白的编码核酸为1种或多种；

多种所述融合蛋白的编码核酸中，至少2种所述吉玛烯A合成酶编码核酸来源宿主不同，且至少2种所述法尼基焦磷酸合酶编码核酸来源宿主不同。