一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法、工程菌及其应用技术

本申请提供一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法、工程菌及其应用。所述方法包括：在酿酒酵母中导入MET6基因、cMTFHR基因、LiMETK1基因、SAH1基因和ADO1基因。所述方法可以解决阿魏酸等甲基化产物合成过程中内源辅因子供应不足的问题，从而提高其合成效率。从而提高其合成效率。从而提高其合成效率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法、工程菌及其应用


[0001]本专利技术属于微生物基因工程与代谢工程应用领域，具体涉及一种工程菌株及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]阿魏酸是一种植物来源的酚酸化合物，具有抗氧化、抗辐射和抗菌等良好的药理作用和生物活性，因而在医药、保健品、化妆品原料和食品添加剂等方面具有较高的应用价值。作为前体原料，可用于合成迷迭香酸、丹参酚酸B和水飞蓟宾等复杂的活性天然药物。植物中游离阿魏酸含量较低，酿酒酵母细胞工厂为游离阿魏酸的大量获取提供了新思路，是一种更加环保、绿色和高效的方式。
[0003]构建酿酒酵母细胞工厂的常规策略是依据设计
‑
构建
‑
测试
‑
学习(DBTL)循环，设计合成途径并寻找途径所需的元件；然后通过途径模块化策略构建合成通路，获得工程菌株；进一步对工程菌株进行培养和产物检测，验证目标化合物的合成效率；最后对结论进行分析和学习，提出改良意见，再进入下一次DBTL循环。在这个过程中，通过元件筛选和途径优化，实现前体供应最大化和代谢流分布重定向被认为是提高产量的核心工程策略。很多化合物合成过程效多种辅因子参与，当目标化合物高效合成时，辅因子不足的矛盾逐渐凸显，可能成为限制细胞工厂合成效率的限速步骤，目前，天然产物合成过程中辅因子的供应往往被忽略。
[0004]阿魏酸合成途径的最后一步反应由咖啡酸氧甲基转移酶催化完成，需要辅因子腺苷甲硫氨酸(SAM)作为甲基供体参与反应。SAM辅因子具有显著的时空分布特征和严格的动态调控机制，在酵母中设计精准的SAM工程策略并用于提高生物合成效率极具挑战。

技术实现思路

[0005]根据本申请的一个方面，提供一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法，可以阿魏酸等甲基化产物合成过程中内源辅因子供应不足的困难，从而提高其合成效率。
[0006]一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法，所述方法包括：
[0007]在酿酒酵母中导入MET6基因、cMTFHR基因、LiMETK1基因、SAH1基因和ADO1基因。
[0008]可选地，所述方法包括：
[0009]将含有T
HSP26
‑
MET6
‑
P
GAL10/1
‑
cMTFHR
‑
T
PDC6
‑
P
GAL7
‑
liMetK1
‑
Sc
OPT1
‑
T
UBX6
的DNA片段整合到酿酒酵母的HO位点；
[0010]将含有T
PRM9
‑
ADO1
‑
P
GAL10/1
‑
SAH1
‑
T
PYK1
的DNA片段整合到酿酒酵母的V3位点。
[0011]可选地，MET6基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示；
[0012]cMTFHR基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示；
[0013]LiMETK1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：4所示；
[0014]ADO1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：5所示；
[0015]SAH1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：6所示。
[0016]可选地，所述酿酒酵母为阿魏酸生产菌株；
[0017]所述阿魏酸生产菌株通过在产咖啡酸菌株中导入NtCOMT1基因得到。
[0018]可选地，所述NtCOMT1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。
[0019]可选地，在产咖啡酸菌株中导入NtCOMT1基因为T
CSP1
‑
NtCOMT1
‑
Sc
OPT1
‑
P
GAL10/1
‑
NtCOMT1
‑
T
HIS5
整合到产咖啡酸菌株的XII5位点。
[0020]可选地，所述产咖啡酸菌株通过在酿酒酵母出发菌株中导入酚酸合成途径相关基因得到：
[0021]所述酚酸合成途径相关基因包括Aro4
K229L
、Aro7
G141S
、EcAROL、ARO1、ARO2、ARO3、PHA2、MtPDH1、FjTAL、SbPAL1
H123F
、AtCPR1、PtrC4H1、PtrC4H2、PtrC3H、PaHPAB、SeHPAC中的至少一种。
[0022]所述酚酸合成途径相关基因包括具有如SEQ ID NO：44所示核苷酸序列的Aro4
K229L
、具有如SEQ ID NO：45所示核苷酸序列的Aro7
G141S
、具有如SEQ ID NO：46所示核苷酸序列的EcAROL、具有如SEQ ID NO：47所示的核苷酸序列的ARO1、具有SEQ ID NO：48所示核苷酸序列的ARO2、具有如SEQ ID NO：49所示核苷酸序列的ARO3、具有如SEQ ID NO：50所示核苷酸序列的PHA2、具有如SEQ ID NO：51所示核苷酸序列的MtPDH1、具有如SEQ ID NO：52所示核苷酸序列的FjTAL，具有如SEQ ID NO：53所示核苷酸序列的SbPAL1
H123F
、具有如SEQ ID NO：54所示核苷酸序列的AtCPR1、具有如SEQ ID NO：55所示核苷酸序列的PtrC4H1、具有如SEQ ID NO：56所示核苷酸序列的PtrC4H2、具有如SEQ ID NO：57所示核苷酸序列的PtrC3H、具有如SEQ ID NO：58所示核苷酸序列的PaHPAB、具有如SEQ ID NO：59所示核苷酸序列的SeHPAC中的至少一种；
[0023]优选地，ARO7
G141S
、ARO4
K229L
、EcAROL的导入位点为ARO10；
[0024]FjTAL、SbPAL1
H123F
、AtCPR1的导入位点为PDC5；
[0025]PtrC4H2、PtrC4H1、PtrC3H的导入位点为XII4；
[0026]ARO1、ARO2、ARO3的导入位点为XII1；
[0027]PahpaB、SehpaC的导入位点为X2；
[0028]PHA2、MtPDH1的导入位点为XI8；
[0029]优选地，将含有T
HIS3
‑
ARO7
G141S
‑
P
GAL10/1
‑
ARO4
K229L
‑
T
ENO2
‑
P
GAL7
‑
EcAROL
‑
T
ADH1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高酿酒酵母SAM辅因子供应的方法，其特征在于，所述方法包括：在酿酒酵母中导入MET6基因、cMTFHR基因、LiMETK1基因、SAH1基因和ADO1基因。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：将含有T
HSP26
‑
MET6
‑
P
GAL10/1
‑
cMTFHR
‑
T
PDC6
‑
P
GAL7
‑
liMetK1
‑
Sc
OPT1
‑
T
UBX6
的DNA片段整合到酿酒酵母的HO位点；将含有T
PRM9
‑
ADO1
‑
P
GAL10/1
‑
SAH1
‑
T
PYK1
的DNA片段整合到酿酒酵母的V3位点。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，MET6基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示；cMTFHR基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：3所示；LiMETK1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：4所示；ADO1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：5所示；SAH1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：6所示。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酿酒酵母为阿魏酸生产菌株；所述阿魏酸生产菌株通过在产咖啡酸菌株中导入NtCOMT1基因得到。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述NtCOMT1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在产咖啡酸菌株中导入NtCOMT1基因为T
CSP1
‑
NtCOMT1
‑
Sc
OPT1
‑
P
GAL10/1
‑
NtCOMT1
‑
T
HIS5
整合到产咖啡酸菌株的XII5位点。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述产咖啡酸菌株通过在酿酒酵母出发菌株中导入酚酸合成途径相关基因得到：所述酚酸合成途径相关基因包括Aro4
K229L
、Aro7
G141S
、EcAROL、ARO1、ARO2、ARO3、PHA2、MtPDH1、FjTAL、SbPAL1
H123F
、AtCPR1、PtrC4H1、PtrC4H2、PtrC3H、PaHPAB、SeHPAC中的至少一种；优选地，所述酚酸合成途径相关基因包括具有如SEQ ID NO：44所示核苷酸序列的Aro4
K229L
、具有如SEQ ID NO：45所示核苷酸序列的Aro7
G141S
、具有如SEQ ID NO：46所示核苷酸序列的EcAROL、具有如SEQ ID NO：47所示的核苷酸序列的ARO1、具有SEQ ID NO：48所示核苷酸序列的ARO2、具有如SEQ ID NO：49所示核苷酸序列的ARO3、具有如SEQ ID NO：50所示核苷酸序列的PHA2、具有如SEQ ID NO：51所示核苷酸序列的MtPDH1、具有如SEQ ID NO：52所示核苷酸序列的FjTAL，具有如SEQ ID NO：53所示核苷酸序列的SbPAL1
H123F
、具有如SEQ ID NO：54所示核苷酸序列的AtCPR1、具有如SEQ ID NO：55所示核苷酸序列的PtrC4H1、具有如SEQ ID NO：56所示核苷酸序列的PtrC4H2、具有如SEQ ID NO：57所示核苷酸序列的PtrC3H、具有如SEQ ID NO：58所示核苷酸序列的PaHPAB、具有如SEQ ID NO：59所示核苷酸序列的SeHPAC中的至少一种；优选地，ARO7
G141S
、ARO4
K229L
、EcAROL的导入位点为ARO10；FjTAL、SbPAL1
H123F
、AtCPR...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雍进，张磊，陈瑞兵，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：