[发明专利]一种八氢番茄红素脱氢酶基因RKcrtI及其应用

说明书

本发明公开了一种八氢番茄红素脱氢酶基因RKcrtI，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，该基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示；该基因来源于红冬胞酵母YM25235，将该基因与载体连接，转入酵母细胞；其能够促进红冬孢酵母YM25235产β‑类胡萝卜素，为大规模商业化生产β‑类胡萝卜素奠定基础。

技术领域

本发明属于生物技术领域和遗传工程领域，涉及一种八氢番茄红素脱氢酶基因RKcrtI，其是从红冬孢酵母（Rhodosporidium kratochvilovae）YM25235中克隆的基因，将该基因直接与载体连接，转入酵母细胞，来提高这个基因的表达水平并最终促进类胡萝卜素的合成。

背景技术

类胡萝卜素作为一类具有重要功能的脂溶性色素，广泛分布于自然界的动物、植物、真菌、藻类和细菌中，其营养价值高，具有抗癌、抗氧化、抗心脑血管疾病等功效。因此，已被广泛应用到食品、饲料、保健品及化妆品等行业。尽管许多研究者已经对如何提高类胡萝卜素的产量进行了大量的研究，但类胡萝卜素的产量和质量仍远远不能满足人们的需求。目前，类胡萝卜素的生产方法包括植物提取法、化学合成法和生物转化法。化学合成法生产类胡萝卜素虽然成本小，但是生物活性低，另因其毒副作用，已被限制使用；植物提取法因植物中类胡萝卜素含量很低，提取成本比较高，也是很少使用；而生物合成法提取的类胡萝卜素是纯天然的，对人体无毒无害，因此用生物合成法提取类胡萝卜素是目前最具发展潜力，最受欢迎的一种提取方法。生物合成法提取类胡萝卜素的途径很多，其中最常用的有两种：一是用培养盐藻来提取类胡萝卜素，这种方法需要在高盐份的海域环境，所以只能在少数地区养殖，生产的局限性很非常大，不宜大范围推广；二是用微生物发酵法生产类胡萝卜素，目前能够发酵产生类胡萝卜素的微生物主要有真菌、细菌和酵母菌等。

具有合成类胡萝卜素功能的微生物中，存在四个关键基因，它们分别编码一种类胡萝卜素合成关键酶。这四种关键酶分别是牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶（GGPPs）、八氢番茄红素合成酶、八氢番茄红素脱氢酶、番茄红素环化酶。牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(GGPPS)是萜类物质合成的一个重要分支点酶，是合成番茄红素及其他类胡萝卜素最直接的前体，人们已从多种植物中分离出GGPPS基因；这一类基因最初是在绿薄荷中发现的；八氢番茄红素合成酶(PSY)是催化类胡萝卜素生物合成的一个特异性酶，它将2分子的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸 (GGPP)催化合成八氢番茄红素，因此它也被认为是类胡萝卜素代谢通路中最重要的酶。PSYl和PSY2分别催化番茄果实和叶片中八氢番茄红素的合成。人们利用分子生物学方法及转基因技术，将八氢番茄红素合成酶的cDNA转入到番茄中，组成性地过量表达八氢番茄红素合成酶，结果如预料般地提高了番茄中的类胡萝卜素的含量；八氢番茄红素脱氢酶(phytoene dehydrogenase)由PDS和ZDS两种酶活性构成，能催化八氢番茄红素向番茄红素转化。

目前，未见与本发明有关的基因序列的公开。

发明内容

本发明目的是提供一种八氢番茄红素脱氢酶基因RKcrtI的，其是从红冬孢酵母（Rhodosporidium kratochvilovae）YM25235中分离得到，该基因核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示或该核苷酸序列的片段，或与SEQ ID NO:1互补的核苷酸序列，该基因序列长为1656bp（碱基），该基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。