【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物工程领域，尤其涉及透明颤菌血红蛋白在合成香兰素中的应用。
技术介绍
1、香兰素是一种天然产物，主要存在于植物中，特别是香兰科植物，如兰花和香草。香兰素具有独特的香气，散发出甜美、芳香的味道，因此常用于食品、香水、化妆品和药物等领域。
2、除从兰花、香草等植物中传统提取的制备方式，现有技术中制备香兰素的主要方式有：化学合成和生物合成，化学合成香兰素需要多步反应路径，步骤复杂，制备出的香兰素属于化工品，使用或食用存在健康隐患。
3、一些研究表明，野生菌株可能具有合成香兰素的能力，这些野生菌株可以通过优化培养条件和代谢工程的方法来增加香兰素的产量，采用不同的微生物菌种作为底盘细胞生物转化阿魏酸制备香兰素的技术多样发展，有报道的菌种包括但不限于不同来源的拟无枝酸菌、枯草芽孢杆菌、链霉菌、大肠杆菌等。但野生菌株通常具有较低的香兰素产量，这意味着要获得足够的香兰素，需要大量的菌株和时间，且容易受到环境条件的影响，导致产量的波动，通过改进野生菌株，可以增加其香兰素合成途径的效率，从而提高产量。如公开号为cn102443551b的中国专利公开了一种枯草芽孢杆菌及其生物转化阿魏酸生产香兰素的方法，采用筛选出的枯草芽孢杆菌b7-s(bacillussubtilisb7-s)以阿魏酸为底物的微生物转化生产香兰素。
4、但野生型菌株性质通常不能直接控制或改变，通过基因工程，调节基因表达、优化培养条件等手段，可以对菌株进行精确的调控，以实现所需的产量和性质。改进野生菌株的一种常见方法是将特定基因引入菌
5、现有技术较为常用的是以阿魏酸或丁香酚作为天然底物，通过微生物代谢制备香兰素。其中阿魏酸作为谷维素水解的产物，能够比较稳定大量的获得，且对微生物毒性作用小，因此被认为是微生物生产香兰素优选的前体物质。
6、以阿魏酸为底物合成香兰素的代谢途径主要有两种方式：1.辅酶因子依赖的去乙酰化(非氧化途径)反应。即在辅因子coash、mg2+和atp的存在条件下，由阿魏酰辅酶a连接酶(femloyl-coenzyme a synthetase，fcs)将底物阿魏酸催化生成阿魏酰辅酶a，再进一步通过烯酷辅酶a水合酶/醒缩酶(enoyl-coenzyme ahydratase/aldolase，ech)催化生成香兰素。2.非辅酶因子依赖的氧化脱竣反应。由阿魏酸脱竣酶(ferulic acid decarboxylase，fdc)将底物阿魏酸催化生成4-乙稀基愈创木紛(4-vinylguaiacol，4-vp)，再进一步由类胡萝卜素裂解加氧酶(caulobactersegnis carotenoid cleavage oxygenases，cso2)催化生成香兰素。第一种路径需要添加辅因子，成本较高，因此第二种路径具有更好的应用前景。酶的表达水平通常受到基因的转录调控机制的影响，不同细胞类型或条件下，调控机制不同，因此酶在不同个体或细胞中的表达水平不同，导致酶在不同情况下的表达不均匀。在生物合成香兰素中，由于大肠杆菌需要同时表达阿魏酸脱竣酶(fdc)和类胡萝卜素裂解加氧酶(cso2)，二者在大肠杆菌中表达量存在差异。而酶的表达不均匀，可能导致合成路径中的某些步骤受到限制，也需要更多的能量来维持代谢平衡，从而影响了香兰素的生成速率。
7、此外，在生物合成香兰素的过程中，阿魏酸脱竣酶(fdc)和类胡萝卜素裂解加氧酶(cso2)的表达水平提高也受困于氧气限制，需要提高菌体培养时的氧气供应。生产中，现有技术通常通过改善氧气传递来解决这一问题，例如增加搅拌速度、提高通气量或改变反应器设计，可以提高在生物反应器或发酵过程中的氧气供应，以确保氧气能够有效地传递到细胞或微生物中。但这些方法也伴随一些问题，如能耗高，过高的搅拌速度和通气量可能导致气泡的产生，细胞受到剪切力的影响，且氧气也无法均匀分散，一些区域可能会受到氧气过量供应，而其他区域可能受到氧气限制，因此仅通过改善氧气传递无法从根本上解决氧气限制的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了透明颤菌血红蛋白在合成香兰素中的应用。本专利技术的目的在于调整酶的表达稳定性和平稳性(提高cso2的表达)，并通过基因工程解决氧气受限的问题，进而提高香兰素的产量。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了透明颤菌血红蛋白在合成香兰素中的应用。
4、本专利技术还提供了启动子在合成香兰素中的应用；
5、所述启动子包括：透明颤菌血红蛋白的原始启动子、para、ptet和pt7中的任意一种。
6、本专利技术还提供了表达模块，包括：透明颤菌血红蛋白和上述应用中的启动子。
7、在本专利技术的一些实施方案中，上述表达模块中，所述编码透明颤菌血红蛋白的基因的序列如seq id no:1所示：aagcttacaggacgctggggttaaaagtatttgagtttt gcaagaattcccgggatgtggattaagttttaagaggcaataaagattataataagtgctgctacaccatactgatgtatggcaaaaccataataatgaacttaaggaagaccctcatgttagaccagcaaaccattaacatcatcaaagccactgttcctgtattgaaggagcatggcgttaccattaccacgactttttataaaaacttgtttgccaaacaccctgaagtacgtcctttgtttgatatgggtcgccaagaatctttggagcagcctaaggc
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15、at本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.透明颤菌血红蛋白在合成香兰素中的应用。
2.启动子在合成香兰素中的应用；
3.表达模块，其特征在于，包括：透明颤菌血红蛋白和如权利要求2所述应用中的启动子。
4.如权利要求3所述的表达模块，其特征在于，所述表达模块于Pta位点表达。
5.重组质粒组，其特征在于，包括：重组质粒1和重组质粒2；
6.如权利要求5所述的重组质粒组，其特征在于，所述启动子包括：如权利要求2所述应用中的所述启动子。
7.如权利要求5或6所述的重组质粒组，其特征在于，所述骨架质粒的复制子包括：pBR322、CloDF13、pSC101和RSF1030中的任意一种。
8.基因片段，其特征在于，包括：PT7启动子、编码阿魏酸脱竣酶的基因和编码类胡萝卜素裂解加氧酶的基因。
9.菌株，其特征在于，转入和/或导入如权利要求8所述的基因片段。
10.如权利要求9所述的菌株，其特征在于，所述基因片段的份数为1～3份。
11.如权利要求9或10所述的菌株，其特征在于，所述基因片段的表达位点包括：acs
12.重组菌株，其特征在于，取如权利要求3或4所述的表达模块和/或如权利要求5或6所述的重组质粒组转化和/或转染如权利要求9至11任一项所述的菌株。
13.如权利要求3或4所述的表达模块、如权利要求5至7任一项所述的重组质粒组、如权利要求8所述的基因片段、如权利要求9至11任一项所述的菌株和/或如权利要求12所述的重组菌株在合成香兰素中的应用。
14.合成香兰素的方法，其特征在于，取如权利要求12所述的重组菌株培养，诱导后，去除上清，超声后与阿魏酸反应，获得所述香兰素。
...【技术特征摘要】
1.透明颤菌血红蛋白在合成香兰素中的应用。
2.启动子在合成香兰素中的应用；
3.表达模块，其特征在于，包括：透明颤菌血红蛋白和如权利要求2所述应用中的启动子。
4.如权利要求3所述的表达模块，其特征在于，所述表达模块于pta位点表达。
5.重组质粒组，其特征在于，包括：重组质粒1和重组质粒2；
6.如权利要求5所述的重组质粒组，其特征在于，所述启动子包括：如权利要求2所述应用中的所述启动子。
7.如权利要求5或6所述的重组质粒组，其特征在于，所述骨架质粒的复制子包括：pbr322、clodf13、psc101和rsf1030中的任意一种。
8.基因片段，其特征在于，包括：pt7启动子、编码阿魏酸脱竣酶的基因和编码类胡萝卜素裂解加氧酶的基因。
9.菌株，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政泓，裴亮，李伟，王梓蔚，胡欣宇，
申请(专利权)人：四川盈嘉合生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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