[发明专利]基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌及其构建方法与应用

说明书

本发明公开一种基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌及其构建方法与应用。本发明公开一种类胡萝卜素异构酶Crtiso及应用，且第一次实现全部利用来自杜氏藻的类胡萝卜素途径的基因来构建工程菌。当杜氏藻为杜氏巴氏藻或杜氏盐藻时，所述番茄红素高产工程菌的番茄红素的产率为2.0mg/g细胞干重或3.8mg/g细胞干重。本发明采用的载体的启动子都是T7启动子，包含lacZ调控元件，其在IPTG作用的大肠杆菌BL21(DE3)中能够高表达，这有利于番茄红素的大量积累，可用于实际应用生产。同时本发明还鉴定了ziso和crtiso的功能，验证了植物番茄红素、β‑胡萝卜素的生成必须有这两个酶的共同参与。

技术领域

本发明涉及基因工程菌领域，涉及植物类胡萝卜素代谢途径载体的构建克隆系统，特别涉及一种基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌及其构建方法与应用；具体涉及一种杜氏藻(如杜氏巴氏藻(Dunaliella bardawil)、杜氏盐藻(Dunaliella saline))中牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)、八氢番茄红素合成酶(Psy)、八氢番茄红素脱氢酶(Pds)、15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)、ζ-胡萝卜素脱氢酶(Zds)、类胡萝卜素异构酶(Crtiso)基因的cDNA并构建出高产番茄红素的工程菌。

背景技术

类胡萝卜素分子是含8个异戊二烯单位的萜类化合物，其作为有机色素广泛存在于植物的叶绿体和有色体中，以及其它的一些光合组织中，比如藻类，部分细菌和真菌中。在特定条件下，杜氏藻细胞中类胡萝卜素含量可达到细胞干重的14％。其高含量可能跟酶的转化效率有很大的关系。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种类胡萝卜素异构酶(Crtiso)。

本发明的另一目的在于提供所述的类胡萝卜素异构酶(Crtiso)的应用。

本发明的另一目的在于提供一种基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌。

本发明的另一目的在于提供上述基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌的构建方法。

本发明的再一目的在于提供上述基于杜氏藻代谢途径的番茄红素高产工程菌的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种类胡萝卜素异构酶(Crtiso)，其氨基酸序列如SEQ ID NO：8或SEQID NO：16所示。

一种类胡萝卜素异构酶(Crtiso)基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO：7或SEQ IDNO：15所示。

所述的类胡萝卜素异构酶(Crtiso)在合成类胡萝卜素中的应用。

进一步的，15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)和类胡萝卜素异构酶(Crtiso)在合成类胡萝卜素中的应用。

更进一步的，牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)、八氢番茄红素合成酶(Psy)、八氢番茄红素脱氢酶(Pds)、15-顺式-ζ-胡萝卜素异构酶(Ziso)、ζ-胡萝卜素脱氢酶(Zds)和类胡萝卜素异构酶(Crtiso)在合成类胡萝卜素中的应用。

其中，牦牛儿基牻牛儿基焦磷酸合成酶(Ggps)的氨基酸序列如GenBank：APW83740.1或SEQ ID NO：10所示；其基因的核苷酸序列如GenBank：KX231795.1或SEQ IDNO：9所示。

八氢番茄红素合成酶(Psy)的氨基酸序列如SEQ ID NO：2或GenBank：AAB51287.1所示；其基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1或GenBank：U91900.1所示。