【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微生物基因资源和基因工程领域，具体地，涉及黄酮生物合成相关酶及其应用。
技术介绍
1、黄酮类化合物是主要存在于植物中的一大类天然产物，具有多样的结构类型和广泛的生物学活性，它们在植物的生长、调控和防御中具有重要生理作用。黄酮类化合物在植物中的生物合成途径已经研究的非常清楚。首先l-苯丙氨酸经过苯丙氨酸解氨酶(pal)、肉桂酸4-羟化酶(c4h)和4-羟基肉桂酰-coa连接酶(4cl)的作用，形成对香豆酰辅酶a，然后在查耳酮合酶(chs，iii pks)的作用下与三分子丙二酰coa缩合生成查耳酮，查耳酮异构酶(chi)催化查耳酮形成构型专一的黄烷酮，最后在黄酮合酶(fns)的作用下形成黄酮骨架。在此骨架的基础上经过羟化、甲基化和糖基化等修饰，形成了结构类型和生物活性多样的黄酮类化合物(如图1所示)。
2、目前市场上已经有很多黄酮类相关的功能性食品和药物，例如抗炎抗衰老作用的花青素和槲皮素，具有植物雌激素功能的大豆异黄酮，以及具有保肝作用的水飞蓟宾等。黄酮类化合物在食品、保健和医药开发中存在诸多的应用，对人们的健康发挥着非常重要的作用。据报道黄酮类化合物每年大约有2亿美元的市场。它们的来源主要是从植物中提取获得，由于植物中含量较低、提取工艺复杂等原因，黄酮类化合物一直无法满足市场的大量需求。因此，运用合成生物学技术通过微生物生产黄酮类化合物成为一种可能。微生物中缺少合成黄酮的内源基因，目前在微生物中黄酮的构建都是基于植物中黄酮的合成途径。由于微生物底盘和植物中的酶学元件匹配性较低，因此微生物黄酮细胞工厂的产
技术实现思路
1、本专利技术提供了与黄酮合成相关的基因。
2、在一个实施方式中，所述与黄酮合成相关的基因选自酯水解酶cfok、nadph依赖的fmn还原酶cfoj、杂合的非核糖体肽合酶与聚酮合酶cfoa中的一种或任意几种组合。
3、在一个实施方式中，所述cfok的氨基酸序列与seq id no.18相比具有至少80％、85％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％的序列同一性；优选的，所述cfok来源于亮白曲霉，例如，亮白曲霉mefc1001；更优选的，所述cfok的氨基酸序列与seq id no.18相比具有至少99％的序列同一性，并且所述cfok来源于亮白曲霉；所述亮白曲霉包括亮白曲霉mefc1001。更优选的，所述cfok的氨基酸序列如seq id no.18所示，其编码基因序列如seq id no.6所示。
4、在一个实施方式中，所述cfoj的氨基酸序列与seq id no.21相比具有至少80％、85％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％的序列同一性；优选的，所述cfoj来源于亮白曲霉，例如，亮白曲霉mefc1001；更优选的，所述cfoj的氨基酸序列与seq id no.21相比具有至少99％的序列同一性，并且所述cfoj来源于亮白曲霉；所述亮白曲霉包括亮白曲霉mefc1001。更优选的，所述cfoj的氨基酸序列如seq id no.21所示，其编码基因序列如seq id no.9所示。
5、在一个实施方式中，所述cfoa的氨基酸序列与seq id no.24相比具有至少80％、85％、95％、96％、97％、98％、99％、99.1％、99.2％、99.3％、99.4％、99.5％、99.6％、99.7％、99.8％或99.9％的序列同一性；优选的，所述cfoa来源于亮白曲霉，例如，亮白曲霉mefc1001；更优选的，所述cfoa的氨基酸序列与seq id no.24相比具有至少99％的序列同一性，并且所述cfoa来源于亮白曲霉；所述亮白曲霉包括亮白曲霉mefc1001。更优选的，所述cfoa的氨基酸序列如seq id no.24所示，其编码基因序列如seq id no.12所示。
6、所述亮白曲霉mefc1001，保藏编号为cgmcc no.3.15294，可市售获得，为保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心的真菌。
7、另一方面，本专利技术提供了上述与黄酮合成相关的基因在制备黄酮类化合物中的应用。
8、另一方面，本专利技术还提供了上述与黄酮合成相关的基因在制备能够产黄酮类化合物的基因工程菌株中的应用。
9、另一方面，本专利技术还提供了一种能够产黄酮类化合物的基因工程菌株，所述基因工程菌株为在出发菌株中引入上述与黄酮合成相关的基因所得到的基因工程菌株。
10、所述的“引入”包括将上述目的基因在出发菌株中进行表达的步骤，优选，过表达。例如，将目的基因构建到表达载体上，将表达载体转入到宿主细胞中以表达目的基因，优选，过表达。在其他的实施方式中，所述的“引入”包括将目的基因插入到宿主细胞的基因组中；优选的，所述插入到宿主细胞的基因组中可以采用同源重组双交换的方法；在一个实施方式中，可以采用将目的基因以及同源臂插入到载体上，然后将载体转入到宿主细胞中，利用同源臂与宿主细胞基因组发生同源重组双交换从而将目的基因插入到合适的基因组的位置；在其他的实施方式中，还可以采用基因编辑的方式，例如，利用crispr/cas系统在期望的基因组位点上进行切割，同时将目的基因作为外源供体插入到切割位点上。
11、另一方面，本专利技术还提供了上述基因工程菌株在生产黄酮类化合物中的应用。
12、所述基因工程菌株的出发菌株选自曲霉、构巢曲霉、酵母、大肠杆菌、植物或动物；优选，曲霉，例如，亮白曲霉、米曲霉、土曲霉。
13、优选的，所述与黄酮合成相关的基因选自cfoa、cfok和cfoj中的一种或任意几种组合。
14、另一方面，本专利技术还提供了一种制备黄酮类化合物的方法，所述方法包括对上述基因工程菌株进行发酵的步骤。
15、在一个实施方式中，所述黄酮类化合物选自化合物22、化合物24、化合物25和化合物26中的一种或任意几种。
16、具体而言，单独引入cfoa可以产生化合物22和化合物25，同时引入cfoa和cfok可以产生化合物24，同时引入cfoa、cfok和cfoj可以产生化合物24和化合物26。
17、在优选的实施方式中，所述与黄酮合成相关的基因选自cfoa，所述黄酮类化合物选自化合物22和化合物25中的一种或任意几种；所述与黄酮合成相关的基因选自cfo本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种与黄酮合成相关的基因，其特征在于，
2.权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因在制备黄酮类化合物中的应用。
3.权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因在制备能够产黄酮类化合物的基因工程菌株中的应用。
4.一种能够产黄酮类化合物的基因工程菌株，所述基因工程菌株为在出发菌株中引入权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因所得到的基因工程菌株。
5.根据权利要求4所述的基因工程菌株，其特征在于，所述出发菌株选自曲霉、酵母、大肠杆菌中的一种或任意几种。
6.权利要求4或5所述的基因工程菌株在生产黄酮类化合物中的应用。
7.根据权利要求2-3或6任一所述的应用，其特征在于，所述黄酮类化合物选自化合物22、化合物24、化合物25和化合物26中的一种或任意几种；
8.一种制备黄酮类化合物的方法，所述方法包括对权利要求4或5所述的基因工程菌株进行发酵的步骤。
9.权利要求1中的CfoK在催化合成化合物27和/或化合物24中的应用；
10.权利要求1中的CfoJ在催化合成化合物26和/或化合物
...【技术特征摘要】
1.一种与黄酮合成相关的基因，其特征在于，
2.权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因在制备黄酮类化合物中的应用。
3.权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因在制备能够产黄酮类化合物的基因工程菌株中的应用。
4.一种能够产黄酮类化合物的基因工程菌株，所述基因工程菌株为在出发菌株中引入权利要求1所述的与黄酮合成相关的基因所得到的基因工程菌株。
5.根据权利要求4所述的基因工程菌株，其特征在于，所述出发菌株选自曲霉、酵母、大肠杆菌中的一种或任意几种。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：吕雪峰，黄雪年，张伟，张璇，郭勍，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：
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