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生产补骨脂酚的重组酵母、其构建方法及应用技术

技术编号:45031989 阅读:4 留言:0更新日期:2025-04-18 17:12
本发明专利技术提供了一种生产补骨脂酚的重组酵母、其构建方法及应用。其中,重组酵母为含有异戊烯基转移酶的解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica;其中,编码所述异戊烯基转移酶的基因来源于补骨脂Psoralea corylifolia Linn。利用本申请的重组酵母能够通过生物合成的方法较高效且快捷的制备得到产量较大的补骨脂酚,为后续补骨脂酚的产业化提供技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物合成,具体而言,涉及一种生产补骨脂酚的重组酵母、其构建方法及应用


技术介绍

1、补骨脂酚(bakuchiol)是一种从补骨脂(psoralea corylifolia linn)植物中提取出来的杂萜类化合物,由于其抗皱,抗氧化,抗炎等多种生理功能,而引起了广泛的关注。此外,补骨脂酚不仅具有与视黄醇类似的功能,而且具有比视黄醇更低的刺激性和更高的光稳定性,被视为视黄醇最佳的替代物,引起了化妆品领域广泛关注。含有补骨脂酚化妆品的品牌,也从30个品牌上升到2020年的150个品牌左右。据统计,2021年全球抗衰老市场预计达到1917亿美元,中国市场年均增速高于全球,这也进一步加速了对补骨脂酚的需求。

2、目前补骨脂酚的生产方法主要是从植物中直接提取或化学合成。补骨脂酚在天然植物中含量较低,从植物中获取补骨脂酚需要消耗大量的补骨脂植物,过量采挖会破坏生态环境,造成植物资源严重匮乏;而化学合成补骨脂酚这一方法存在合成路线复杂、产率低、溶剂耗用量大、不经济环保等问题。

3、随着合成生物学和代谢工程的发展,利用微生物将经济且可再生的碳源(葡萄糖、甘油、蔗糖)发酵为高附加值化合物由于成本低、效率高且环境友好,受到越来越广泛的关注。但利用生物合成补骨脂酚的技术尚不成熟,因此,如何寻找一种高效地生物合成补骨脂酚的方法,对于补骨脂酚的商品化具有较大的意义。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的在于提供一种生产补骨脂酚的重组酵母、其构建方法及应用,以解决现有技术中补骨脂酚的合成效率较低问题。

2、为了实现上述目的,根据本专利技术的第一个方面,提供了一种生产补骨脂酚的重组酵母,重组酵母为含有异戊烯基转移酶的解脂耶氏酵母yarrowia lipolytica或酿酒酵母saccharomyces cerevisiae;其中,编码异戊烯基转移酶的基因来源于补骨脂psoraleacorylifolia linn。

3、进一步地,异戊烯基转移酶tdn28194的氨基酸序列如seq id no:1所示。

4、进一步地,重组酵母还包含酪氨酸氨裂解酶,酪氨酸氨裂解酶来源于约氏黄杆菌flavobacterium johnsoniae。

5、进一步地,重组酵母还包含如下任意一种或多种酶:3-脱氧-d-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶或分支酸变位酶。

6、进一步地,重组酵母中还包含如下任意一种或多种酶:甲羟戊酸辅酶a合酶、甲羟戊酸辅酶a还原酶、法尼基焦磷酸合酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸二磷酸脱羧酶、甲羟戊酸激酶或异戊烯焦磷酸异构酶。

7、进一步地,酪氨酸氨裂解酶的氨基酸序列如seq id no:9所示。

8、进一步地, 3-脱氧-d-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶的氨基酸序列如seq id no:10所示,分支酸变位酶的氨基酸序列如seq id no:11所示。

9、进一步地,甲羟戊酸辅酶a合酶的氨基酸序列如seq id no:2所示;甲羟戊酸辅酶a还原酶的氨基酸序列如seq id no:3所示;法尼基焦磷酸合酶的氨基酸序列如seq id no:4所示;甲羟戊酸-5-磷酸激酶的氨基酸序列如seq id no:5所示;甲羟戊酸二磷酸脱羧酶的氨基酸序列如seq id no:6所示;甲羟戊酸激酶的氨基酸序列如seq id no:7所示;异戊烯焦磷酸异构酶的氨基酸序列如seq id no:8所示。

10、为了实现上述目的,根据本专利技术的第二个方面,提供了一种上述的重组酵母的构建方法,构建方法包括:将编码异戊烯基转移酶的基因导入解脂耶氏酵母yarrowialipolytica或酿酒酵母saccharomyces cerevisiae中,得到重组酵母;其中,编码异戊烯基转移酶的基因来源于补骨脂psoralea corylifolia linn。

11、进一步地,构建方法包括:将编码异戊烯基转移酶和酪氨酸氨裂解酶的基因导入解脂耶氏酵母或酿酒酵母中,得到重组酵母。

12、进一步地,构建方法包括:将编码异戊烯基转移酶和酪氨酸氨裂解酶的基因以及编码下述任意一种或多种酶的基因导入解脂耶氏酵母或酿酒酵母中,得到重组酵母:3-脱氧-d-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶或分支酸变位酶。

13、进一步地,构建方法还包括:将编码下述任意一种或多种酶的基因导入解脂耶氏酵母或酿酒酵母中,得到重组酵母:甲羟戊酸辅酶a合酶、甲羟戊酸辅酶a还原酶、法尼基焦磷酸合酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸二磷酸脱羧酶、甲羟戊酸激酶或异戊烯焦磷酸异构酶。

14、为了实现上述目的,根据本专利技术的第三个方面,提供了一种补骨脂酚的制备方法,制备方法包括:利用上述的生产补骨脂酚的重组酵母进行发酵培养,得到发酵液;将发酵液进行离心,得到沉淀菌泥,对沉淀菌泥进行萃取,所得溶液即为补骨脂酚。

15、进一步地,发酵培养包括:将重组酵母置于ypd培养基及底物中进行发酵培养;其中,底物选自如下至少一种:对香豆酸、酪氨酸或葡萄糖。

16、应用本专利技术的技术方案,利用本申请的重组酵母能够通过生物合成的方法较高效且快捷的制备得到产量较大的补骨脂酚,为后续补骨脂酚的产业化提供技术支持。

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【技术保护点】

1.一种生产补骨脂酚的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母为含有异戊烯基转移酶的如下任一种酵母:解脂耶氏酵母Yarrowia lipolytica或酿酒酵母Saccharomycescerevisiae;

2.根据权利要求1所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母还包含酪氨酸氨裂解酶,所述酪氨酸氨裂解酶来源于约氏黄杆菌Flavobacterium johnsoniae。

3.根据权利要求2所述的重组酵母,其特征在于,所述酪氨酸氨裂解酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:9所示。

4.根据权利要求2所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母还包含如下任意一种或多种酶:3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶或分支酸变位酶。

5.根据权利要求4所述的重组酵母,其特征在于,所述3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:10所示,所述分支酸变位酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:11所示。

6.根据权利要求4所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母中还包含如下任意一种或多种酶:甲羟戊酸辅酶A合酶、甲羟戊酸辅酶A还原酶、法尼基焦磷酸合酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸二磷酸脱羧酶、甲羟戊酸激酶或异戊烯焦磷酸异构酶。

7.根据权利要求6所述的重组酵母,其特征在于,所述甲羟戊酸辅酶A合酶的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示;

8.一种权利要求1-7中任一项所述的重组酵母的构建方法,其特征在于,所述构建方法包括:

9.根据权利要求8所述的构建方法,其特征在于,所述构建方法包括:将编码所述异戊烯基转移酶和酪氨酸氨裂解酶的基因导入所述解脂耶氏酵母或所述酿酒酵母中,得到所述重组酵母。

10.根据权利要求8所述的构建方法,其特征在于,所述构建方法包括:将编码所述异戊烯基转移酶和酪氨酸氨裂解酶的基因以及编码下述任意一种或多种酶的基因导入所述解脂耶氏酵母或所述酿酒酵母中,得到所述重组酵母:3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶或分支酸变位酶。

11.根据权利要求10所述的构建方法,其特征在于,所述构建方法还包括:将编码下述任意一种或多种酶的基因导入所述解脂耶氏酵母或所述酿酒酵母中,得到所述重组酵母:甲羟戊酸辅酶A合酶、甲羟戊酸辅酶A还原酶、法尼基焦磷酸合酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸二磷酸脱羧酶、甲羟戊酸激酶或异戊烯焦磷酸异构酶。

12.一种补骨脂酚的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

13.根据权利要求12所述的制备方法,其特征在于,所述发酵培养包括:

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【技术特征摘要】

1.一种生产补骨脂酚的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母为含有异戊烯基转移酶的如下任一种酵母:解脂耶氏酵母yarrowia lipolytica或酿酒酵母saccharomycescerevisiae;

2.根据权利要求1所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母还包含酪氨酸氨裂解酶,所述酪氨酸氨裂解酶来源于约氏黄杆菌flavobacterium johnsoniae。

3.根据权利要求2所述的重组酵母,其特征在于,所述酪氨酸氨裂解酶的氨基酸序列如seq id no:9所示。

4.根据权利要求2所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母还包含如下任意一种或多种酶:3-脱氧-d-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶或分支酸变位酶。

5.根据权利要求4所述的重组酵母,其特征在于,所述3-脱氧-d-阿拉伯庚酮糖-7-磷酸合酶的氨基酸序列如seq id no:10所示,所述分支酸变位酶的氨基酸序列如seq id no:11所示。

6.根据权利要求4所述的重组酵母,其特征在于,所述重组酵母中还包含如下任意一种或多种酶:甲羟戊酸辅酶a合酶、甲羟戊酸辅酶a还原酶、法尼基焦磷酸合酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸二磷酸脱羧酶、甲羟戊酸激酶或异戊烯焦磷酸异构酶。

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【专利技术属性】
技术研发人员:张娜李明记张仁宽牛松峰吕晓东贾男赵婉莹赵静宇尹士乐孟枭
申请(专利权)人:天津凯莱英生物科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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