一种催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种催化黄酮苷元葡萄糖苷化的基因工程菌及其应用,具体而言，本发明专利技术敲除了底盘生物细胞的β‑葡萄糖苷水解酶基因，降低糖苷化产物的内源性降解；然后对底盘生物细胞参与糖基供体尿苷二磷酸葡萄糖(UDP‑Glu)合成的2个关键酶磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGP1)基因进行高表达调节，再组合表达一个具有催化黄酮苷元葡萄糖苷化的尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因，从而获得了具有高效地催化黄酮化合物葡萄糖苷化的基因工程菌株，最终在10升发酵罐内以野黄芩素为催化底物发酵54小时，糖苷化产物野黄芩素‑7‑O‑葡萄糖的产量达到1200mg/L。本发明专利技术采用的策略为微生物法生物催化化学小分子糖苷化提供了一种技术借鉴。

Gene engineering bacteria for catalyzing flavone compound glucoside and application thereof

The invention discloses a gene engineering bacteria and its application, a catalytic flavonoid glycoside glucoside of the invention specifically, knocking out the beta glucoside hydrolase gene chassis of biological cells, reduce the degradation of endogenous glycosylation products; then the chassis biological cells involved in the glycosyl donor UDP glucose two phosphate (UDP Glu) 2 key enzymes of glucose phosphate synthesis mutase (PGM) and uridine two phosphate glucose pyrophosphorylase (UGP1) gene high expression regulation, combined expression of a catalytically flavonoid glycoside glucoside of urine was two glucose phosphotransferase gene, to provide the efficient catalytic flavonoid glucoside the genetic engineering strain, culminating in the 10 liter fermenter with scutellarin for catalytic substrate fermentation for 54 hours, glycosylation product of scutellarin 7 O glucose production The amount reached 1200mg/L. The method provided by the invention provides a technical reference for microbial catalysis, biological catalysis and small molecule glycosylation.

【技术实现步骤摘要】
一种催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌及其应用
本专利技术属于基因工程领域，具体涉及利用合成生物学技术构建一种具有催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌及其应用。技术背景黄酮类化合物(flavonoids)是广泛存在于自然界的多酚类化合物，最早是指以2-苯基色原酮(flavone)为母核而衍生的一类化合物，现在泛指两个苯环(A环和B环)通过中间三碳环(C环)相互连接而成的以C6-C3-C6为基本骨架的一系列化合物。黄酮类化合物是多种药用植物的有效成分，如黄芩素是植物黄芩的主要药用活性成分，在植物体内多以游离态或与糖结合成苷的形式存在，具有多种生理和药理活性，如抗氧化、抗抑郁和抗肿瘤等生理活性；已经被用于临床的如野黄芩苷(商品名：朗瑞西乐)在我国已制成注射剂作为活血化瘀、通脉止痛的药物应用；大豆苷元8-C-葡萄糖苷，即葛根素注射液在我国用于辅助治疗冠心病、心绞痛、心肌梗塞、视网膜动、静脉阻塞、突发性耳聋，而且国外也越来越多把葛根素作为食品添加剂使用，用于保健。但是由于大多数黄酮苷元及部分黄酮苷类化合物在水相中溶解度较低，限制了其制剂的开发。目前对黄酮类化合物进行分子修饰主要是以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌，其特征在于，所述的基因工程菌，其制备方法如下：i)敲除宿主菌内源性的葡萄糖苷水解酶基因；ii)提高宿主菌中的磷酸葡萄糖变位酶的表达，进而提高催化效率；iii)提高宿主菌中的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的表达，进而提高催化效率；iv)在宿主菌内转入尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因，并使其高表达；以上所述的i)、ii)、iii)、iv)可以以任意顺序操作完成。

【技术特征摘要】
1.一种能够催化黄酮类化合物葡萄糖苷化的基因工程菌，其特征在于，所述的基因工程菌，其制备方法如下：i)敲除宿主菌内源性的葡萄糖苷水解酶基因；ii)提高宿主菌中的磷酸葡萄糖变位酶的表达，进而提高催化效率；iii)提高宿主菌中的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的表达，进而提高催化效率；iv)在宿主菌内转入尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因，并使其高表达；以上所述的i)、ii)、iii)、iv)可以以任意顺序操作完成。2.根据权利要求1的基因工程菌，其特征在于，所述的宿主菌为真核微生物细胞。3.根据权利要求2的基因工程菌，其特征在于，所述的真核微生物细胞是酿酒酵母菌。4.根据权利要求3的基因工程菌，其特征在于，所述的酿酒酵母菌为生物保藏编号为CGMCCNO.11381、CGMCCNO.12057的菌种。5.根据权利要求1的基因工程菌，其特征在于，所述宿主菌中内源性的葡萄糖苷水解酶基因可通过常规的基因敲除法或诱变方法敲除；所述的敲除宿主菌的内源性葡萄糖苷水解酶基因选自敲除EXG1、SPR1或YIR007W中的一个、两个或三个。6.根据权利要求6的基因工程菌，其特征在于，所述的敲除宿主菌的内源性葡萄糖苷水解酶基因选自同时敲除EXG1和SPR1基因。7.根据权利要求5-6任一项的基因工程菌，其特征在于，所述的基因敲除法，其中EXG1葡萄糖苷水解酶的基因敲除法选自使用具有SEQIDNO.1所示碱基序列的同源双交换整合框敲除，其中SPR1葡萄糖苷水解酶的基因敲除法选自使用具有SEQIDNO.2所示碱基序列的同源双交换整合框敲除，其中YIR0007W葡萄糖苷水解酶的基因敲除法选自使用具有SEQIDNO.3所示碱基序列的同源双交换整合框敲除。8.根据权利要求1的基因工程菌，其特征在于，所述磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因分别由组成型启动子和/或诱导型启动子启动表达。9.根据权利要求8的基因工程菌，其特征在于，其中所述磷酸葡萄糖变位酶、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶和尿苷二磷酸葡萄糖转移酶基因分别使用组成型启动子GAP启动基因高表达。10.根据权利要求8-9任一项的基因工程菌，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，王惠敏，杨燕，林霖，周文龙，刘忞之，田雷瑜，
申请(专利权)人：中国医学科学院药物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11