[发明专利]一种重组表达载体、包含其的基因工程菌及其应用在审

专利信息
申请号: 202110096425.7 申请日: 2021-01-25
公开(公告)号: CN112877349A 公开(公告)日: 2021-06-01
发明(设计)人: 欧阳嘉;许倩;张晨;胡月莉;郑兆娟 申请(专利权)人: 南京林业大学
主分类号: C12N15/70 分类号: C12N15/70;C12N15/52;C12N9/00;C12N1/21;C12P7/22;C12R1/19
代理公司: 江苏圣典律师事务所 32237 代理人: 肖明芳
地址: 210042 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 重组 表达 载体 包含 基因工程 及其 应用
【说明书】:

发明公开一种重组表达载体,所述重组表达载体包含特定的对香豆酰辅酶A连接酶的基因和芪合成酶的基因。包含该重组表达载体的重组表达转化体应用于赤松素生物合成过程中可以有效减少中间代谢物肉桂酰辅酶A及赤松素对肉桂酸转化的抑制,增加底物肉桂酸的消耗,且大幅度提高肉桂酸至赤松素的转化效率。

技术领域

本发明涉及生物技术及生物催化领域,尤其涉及对香豆酰辅酶A、芪合成酶及其编码基因及应用。

背景技术

赤松素,又名银松素、反式-3,5-二羟基二苯乙烯等,属于芪类化合物。在植物属于低分子量的次生代谢产物,主要存在于松木心材中的一种植物多酚,保护植物免受细菌和真菌的侵蚀。近年来,许多研究已证实赤松素有众多的生物活性,如预防心血管疾病、抗氧化、防癌和治疗关节炎等生物活性。据报道,赤松素能够保护动物细胞免受氧化应激,这种作用已在人的视网膜细胞中观察到,添加一定浓度的赤松素可以改善氧化应激后的存活率。也有报道称赤松素可以防止牛主动脉内皮细胞坏死。因此,在保健食品和药品应用方面有着广阔的市场前景。

现阶段获得赤松素的途径主要以植物提取和化学合成为主,赤松素大多数是从松树树心中进行提取,其含量低下,只有1-40mg/g松木,另外因许多结构类似物难以分离,使得提取工艺复杂和成本昂贵。化学合成则面临反应底物昂贵、有毒副产品、副产物分离纯化困难及环境污染的难题。因此,另一种获得赤松素的方法是利用微生物制备,显得十分环境友好,生产周期短,培养成本低,产物提纯渐变,避免了大量的有机溶剂、重金属和强酸强碱的使用。

赤松素的基本骨架是由一分子肉桂酰辅酶A来源的B环和三分子丙二酰辅酶A环化形成的A环组成,其生物合成途径是以L-苯丙氨酸为起点,经苯丙氨酸解氨酶(PAL) 转化为肉桂酸,对香豆酰辅酶A连接酶(4CL)催化肉桂酸生成肉桂酰辅酶A。丙二酰辅酶A是由乙酰辅酶A或丙二酸在丙二酰辅酶A合成酶(ACC)的作用下形成,其在芪合成酶(STS)的催化作用下,与肉桂酰辅酶A缩合生成赤松素。在微生物合成赤松素的研究中,途径设计和构建是成功制备该产物的前提。2003年,研究者(Becker J V W,Armstrong G O,Van d M M J,etal.Metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for the synthesis of thewine-related antioxidant resveratrol[J].FEMS Yeast Research,2003, 4:79-85.)采用胡杨来源的4CL和葡萄来源的STS在酵母中组装了芪类物质的生物合成途径,首次实现了芪类物质的异源合成。Wang等(Wang S Y,Zhang S W,Xiao A F,et al.Metabolicengineering of Escherichia coli for the biosynthesis of variousphenylpropanoid derivatives[J].Metabolic Engineering,2015,29:153-159.)在大肠杆菌中组装来自三叶草的PAL、拟南芥的4CL和花生的STS,合成了13mg/L赤松素。 Salas-Navarrete(Salas-Navarrete C,Hernández-Chávez G,Flores N,et al.Increasingpinosylvin production in,Escherichia coli,by reducing the expression level ofthe gene, fabI-encoded enoyl-acyl carrier protein reductase[J].ElectronicJournal of Biotechnology, 2018,33:11-16)等过表达天蓝色链霉菌4CL和葡萄STS,成功合成34.89mg/L赤松素。

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