一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基制造技术

本发明专利技术公开了一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基。它包括酿酒酵母基础培养基和铜离子。本发明专利技术的发酵培养基显著提升了重组酿酒酵母类胡萝卜素的积累(提高10倍)。本发明专利技术利用转录组学揭示了培养基中锌离子和铜离子的添加可以显著提升类胡萝卜素合成，并且它们之间存在协同增强作用。们之间存在协同增强作用。们之间存在协同增强作用。

【技术实现步骤摘要】
一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基。

技术介绍

[0002]类胡萝卜素是一大类有颜色的物质，天然存在于植物、藻类、真菌和细菌中。这类物质具有较强的抗氧化性，对人类健康有保护作用，可以用于食品、营养品、化妆品等。当前，化学合成和天然提取是制备类胡萝卜素的主要方式。但是，由于结构的复杂性，化学合成过程比较困难；而原料供应不稳定、有机溶剂污染、得率低等导致天然提取成本较高，无法规模化生产。所以，利用微生物合成特定类胡萝卜素越来越受到人们关注。
[0003]随着代谢工程和合成生物学的快速发展，构建微生物细胞工厂合成类胡萝卜素逐渐成为一种可持续生产方式。所以，当前有众多研究集中于优化内源代谢途径、引入外源途径增加代谢流量、辅因子平衡等。在酿酒酵母中，通过过表达tHMG1基因增加MVA途径代谢流、下调ERG9基因或者过表达ALD6和ACS增加前体物质乙酰辅酶A、增加TCA或PPP途径代谢流量等众多策略用于提高类胡萝卜素的产量。但是，通过优化培养基成分来提高类胡萝卜素产量的报道并不多见。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于针对实验过程中发现的现象，提供一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基。
[0005]在研究中我们发现，不同公司及不同批次的酵母提取物会对类胡萝卜素含量造成显著影响。为了找出这个现象背后隐藏的原因，我们进行了比较转录组分析并结合反向代谢工程，确定了培养基中铜离子起了决定性作用。
[0006]本专利技术的利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基，包括酿酒酵母基础培养基和铜离子。
[0007]优选，所述的铜离子浓度为：40～160μM。
[0008]进一步优选，所述的铜离子浓度为：80μM。
[0009]优选，还含有锌离子，所述的锌离子浓度为40μM，铜离子浓度为40μM。
[0010]所述的酿酒酵母基础培养基为：按质量分数计，包括酵母提取物5～15g/L，蛋白胨15～25g/L，葡萄糖15～25g/L，溶剂为水。
[0011]进一步优选，所述的发酵培养基按质量分数计，包括酵母提取物5～15g/L，蛋白胨15～25g/L，葡萄糖15～25g/L，磷酸二氢钾5～15g/L，七水硫酸镁5～15g/L，硫酸钾3.0～8.0g/L，磷酸钠0.5～3g/L，TMS溶液1ml/L，溶剂为水，pH为5.0～7.0。
[0012]更进一步优选为：所述的发酵培养基按质量分数计，包括酵母提取物10g/L，蛋白胨20g/L，葡萄糖20g/L，磷酸二氢钾10g/L，七水硫酸镁5g/L，硫酸钾3.5g/L，磷酸钠2.5g/L，TMS溶液1ml/L，溶剂为水；
[0013]所述TMS溶液配方为：六水氯化镁250mg/L，二水氯化钙104.5mg/L，五水合硫酸铜0.4mg/L，碘化钠0.08mg/L，四水合氯化锰0.1mg/L，二水合钼酸钠0.5mg/L，硼酸1mg/L，六水合氯化钴0.3mg/L，七水硫酸锌6.25mg/L，七水合硫酸亚铁3.5mg/L，溶剂为水
[0014]本专利技术的第二个目的是提供上述发酵培养基在用于促进酿酒酵母发酵产类胡萝卜素中的应用。
[0015]本专利技术的第三个目的是提供在酿酒酵母中过表达转录因子ACE1在促进酿酒酵母产类胡萝卜素中的应用。
[0016]本专利技术的第四个目的是提供一种促进酿酒酵母产类胡萝卜素的方法，其是将在酿酒酵母中过表达转录因子ACE1。
[0017]相对于现有技术本专利技术具有以下优点和有益效果之一：
[0018](1)本专利技术在酿酒酵母的发酵培养基中添加铜离子或含有铜离子的酵母提取物，可以有效促进微生物细胞的生长和类胡萝卜素的积累。
[0019](2)本专利技术在培养基中添加合适浓度的铜离子，可以显著增加酿酒酵母类胡萝卜素的积累，防止发酵原料的不稳定而导致发酵效果的不稳定，有效提高生产的成功率。
附图说明
[0020]图1是不同批次酵母提取物对类胡萝卜素合成的影响，(A)不同公司及不同批次酵母提取物培养基中类胡萝卜素积累情况，YPD1,含有批号为LOT:2665431
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基；YPD2,含有批号为LOT:2315359
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02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基；YPD3,含有批号为LOT:2018082210C9安琪酵母股份公司酵母提取物的YPD培养基；含安琪酵母股份公司酵母提取物的YPM培养基；YPM1，YPM2，YPM3；(B)在YPM或YPD2培养基中细胞生长情况及生产情况(三次重复)。
[0021]图2是比较转录组分析，(A)基因差异表达情况；(B)GO富集情况；(C)KEGG富集情况；(D)显著上调代谢途径。
[0022]图3是不同添加物对类胡萝卜素合成的影响(A)YPD2,含有批号为LOT:2315359
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02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基；YPD2+salt,含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基中添加salt；YPD2+Zn
2+
含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基中添加Zn
2+
；YPD2+Cu
2+
,含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基中添加Cu
2+
；YPD2+TMS,含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基中添加TMS；YPD2+Cu
2+
+Zn
2+
,含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基中添加Zn
2+
和Cu
2+
；在YPD2培养基中分别添加0.04mM,0.8mM,0.16mM的铜离子，对应图中的0.04mM、0.8mM、1.6mM。不同酵母提取物中铜离子浓度含量测定(B)YPD1,含有批号为LOT:2665431
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基；YPD2,含有批号为LOT:2315359
‑
02OXIOD公司酵母提取物的YPD培养基；YPD3,含有批号为LOT:2018082210C9安琪酵母股份公司酵母提取物的YPD培养基；含不同铜离子浓度YPD2条件下细胞生长曲线(C)。
[0023]图4是反向代谢工程改造，BL03
‑
D
‑
4是酿酒酵母BL03，Cit1
‑
tHMG1，ΔAld6菌株；MO1是敲除ADY2；MO2是过表达HES1；MO3是过表达ACE1。
具体实施方式
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利于酿酒酵母类胡萝卜素合成的发酵培养基，其特征在于，包括酿酒酵母基础培养基和铜离子。2.根据权利要求1所述的发酵培养基，其特征在于，所述的铜离子浓度为：40～160μM。3.根据权利要求2所述的发酵培养基，其特征在于，所述的铜离子浓度为：80μM。4.根据权利要求1、2或3所述的发酵培养基，其特征在于，还含有锌离子，所述的锌离子浓度为40μM，铜离子浓度为40μM。5.根据权利要求1所述的发酵培养基，其特征在于，所述的酿酒酵母基础培养基为：按质量分数计，包括酵母提取物5～15g/L，蛋白胨15～25g/L，葡萄糖15～25g/L，溶剂为水。6.根据权利要求5所述的发酵培养基，其特征在于，所述的发酵培养基按质量分数计，包括酵母提取物5～15g/L，蛋白胨15～25g/L，葡萄糖15～25g/L，磷酸二氢钾5～15g/L，七水硫酸镁5～15g/L，硫酸钾3.0～8.0g/L，磷酸钠0.5～3g/L，TMS溶液1ml/L，溶剂为水，pH...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱红惠，苏卜利，邓名荣，冯广达，
申请(专利权)人：广东省微生物研究所广东省微生物分析检测中心，
类型：发明
国别省市：