高效酶催化合成血根碱与白屈菜红碱的方法技术

一种高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其分别从已知的普罗托品‑6‑羟基化酶基因、二氢苯并菲啶氧化酶基因及细胞色素P450还原酶基因中通过异源表达和结果比对分析，筛选出表达效率高的最优基因，然后对选出的最优基因进行密码子优化；再将优化基因序列构建到表达载体上，之后转入酵母工程菌中进行转化获得重组酵母工程菌株；最后用博落回的叶片原料液前体饲喂重组酵母工程菌进行发酵，即得。本发明专利技术从基因水平、发酵工艺等多方面上提高血根碱和白屈菜红碱的酶催化效率，利用博落回的非传统药用部位叶片原料液直接与工程菌进行发酵，将叶片中生物碱含量高的原阿片碱和别隐品碱转化成高价值的血根碱和白屈菜红碱，以实现博落回资源的综合利用。

High Performance Enzyme Catalyzed Synthesis of Hemoglobin and Chelerythrine

A highly efficient enzyme-catalyzed method for the synthesis of hemoglobin and chelerythrine was developed. The optimal genes with high expression efficiency were screened from the known protopine 6 hydroxylase gene, dihydrobenzophenazine oxidase gene and cytochrome P450 reductase gene by heterologous expression and result comparison analysis, and then the codon of the selected optimal genes was optimized. The gene sequence was constructed on the expression vector, and then transformed into yeast engineering bacteria to obtain recombinant yeast engineering bacteria. Finally, the recombinant yeast engineering bacteria were fed with the precursor of the leaf material liquid of Macleaya cordata for fermentation. The present invention improves the enzyme catalytic efficiency of hemoglobin and chelerythrine from the aspects of gene level, fermentation technology and so on. The raw material liquid of leaves from non-traditional medicinal parts of Macleaya cordata is directly fermented with engineering bacteria, and the original opioid alkaloids and allocriptine alkaloids with high alkaloids content in leaves are transformed into high-value hemoglobin and chelerythrine, so as to realize the comprehensive utilization of Macleaya cordata.

【技术实现步骤摘要】
高效酶催化合成血根碱与白屈菜红碱的方法
本专利技术涉及血根碱和白屈菜红碱酶催化合成
，具体涉及一种高效酶催化合成血根碱与白屈菜红碱的方法。技术背景博落回(Macleayacordata(Willd.)R.Br.)属于罂粟科博落回属植物，别名又叫号筒杆、落回、山号筒、山梧桐、三钱三等，生长于丘陵、低山、林边、草地、路旁，是一种野生草本植物。博落回主要分布于中国、东亚、北美洲和欧洲。博落回属植物包括博落回和小果博落回(M.microcarpa(Maxim)Fedde)两个种，作为一种传统中草药最早见于《本草拾遗》，在民间作为一种杀蛆青草药而广泛使用。随着研究的不断深入，发现博落回具有抑菌、抗炎、调节畜禽类肠道菌群等多重药理作用，博落回开始作为一种药源植物得到越来越广泛的应用。博落回中含有的血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱和别隐品碱占博落回总生物碱的90％以上。现代药理研究表明原阿片碱、别隐品碱、白屈菜红碱和血根碱具有显著的生物活性，其中血根碱对治疗多种炎症有效，对畜禽类有较好的肠道菌群调节作用，目前已经作为饲用抗生素的替代品在欧洲等地区广泛销售。从2006年1月开始欧盟全面禁止在饲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、对参与血根碱和白屈菜红碱生物合成的基因进行密码子优化：首先根据血根碱和白屈菜红碱的生物合成途径，分别从已知的普罗托品‑6‑羟基化酶基因、二氢苯并菲啶氧化酶基因及细胞色素P450还原酶基因中通过异源表达和结果比对分析，分别筛选出表达效率高的最优基因，然后对筛选出的最优基因进行密码子优化；S2、将优化后的基因序列构建到表达载体上，然后转入酵母工程菌中进行转化获得重组酵母工程菌株；S3、将博落回的叶片原料液与步骤S3构建的重组酵母工程菌进行发酵，然后收集培养后的酵母工程菌，裂解菌体、分离纯化，即得血根碱和白屈菜红碱。

【技术特征摘要】
1.一种高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、对参与血根碱和白屈菜红碱生物合成的基因进行密码子优化：首先根据血根碱和白屈菜红碱的生物合成途径，分别从已知的普罗托品-6-羟基化酶基因、二氢苯并菲啶氧化酶基因及细胞色素P450还原酶基因中通过异源表达和结果比对分析，分别筛选出表达效率高的最优基因，然后对筛选出的最优基因进行密码子优化；S2、将优化后的基因序列构建到表达载体上，然后转入酵母工程菌中进行转化获得重组酵母工程菌株；S3、将博落回的叶片原料液与步骤S3构建的重组酵母工程菌进行发酵，然后收集培养后的酵母工程菌，裂解菌体、分离纯化，即得血根碱和白屈菜红碱。2.根据权利要求1所述的高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其特征在于，步骤S1中的最优基因包括普罗托品-6-羟基化酶基因MC11229，其核苷酸序列如SEQIDNo.1所示，MC11229进行密码子优化后的序列记为MC11229opt，其核苷酸序列如SEQIDNo.2所示。3.根据权利要求2所述的高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其特征在于，步骤S1中的最优基因还包括二氢苯并菲啶氧化酶基因MC6408，其核苷酸序列如SEQIDNo.6所示；MC6408进行密码子优化后的序列记为MC6408opt，其核苷酸序列如SEQIDNo.7所示。4.根据权利要求3所述的高效酶催化合成血根碱和白屈菜红碱的方法，其特征在于，步骤S1中的最优基因还包括黄瓜细胞色素P450还原酶基因CuCPR，其核苷酸序列如SE...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鹏，曾建国，
申请(专利权)人：湖南美可达生物资源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43