一种从头生物合成环黄芪醇的工程菌及其构建方法和应用技术

本发明专利技术属于生物工程技术领域，特别涉及一种从头生物合成环黄芪醇的工程菌及其构建方法和应用，本发明专利技术利用细胞区室化策略，在酿酒酵母菌株过氧化物酶体内重构甲羟戊酸（MVA）途径，使用强启动子过表达MVA途径关键酶基因，以这些关键酶基因作为环黄芪醇的表达元件，通过CRISPR‑Cas9技术导入所述底盘酿酒酵母，利用同源重组整合在酿酒酵母基因组上，构建了高效合成环黄芪醇的酿酒酵母工程菌CycZ23和工程菌CAG‑1，实现了植物三萜类天然产物的从头合成；生成环黄芪醇的最高滴度为236 mg/L；本发明专利技术合成方法经济高效、绿色环保、操作简单，具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物工程，特别涉及一种从头生物合成环黄芪醇的工程菌。

技术介绍

1、环黄芪醇(cycloastragenol，cag)是一种从传统药用植物黄芪(astragalusmembranaceus)中提取的四环三萜类化合物，具有显著的抗衰老、免疫调节和端粒酶激活活性，近年来在抗衰老药物、功能性食品及化妆品领域备受关注。然而，其天然来源依赖植物提取，存在资源与效率双重瓶颈：黄芪生长周期长(通常需3-5年)，且环黄芪醇在根部含量极低(通常<0.01％干重)，导致原料成本高昂，难以满足规模化需求；传统提取需经有机溶剂浸提、柱层析分离等多步纯化，能耗高且产率低，同时产生大量有机废液，环境污染风险显著；而尽管化学合成可避免植物依赖，但其工业化应用受阻于环黄芪醇结构复杂(含多个手性中心及四环骨架)，化学全合成步骤冗长、立体选择性控制困难，工业化可行性低。因此，急需开发可持续的高效植物天然成分环黄芪醇生产方法。

2、近年来，合成生物学发展迅速，利用微生物细胞工厂合成稀有活性成分已经成为主要的绿色合成途径。相比较于植物提取和化学合成，微生物细胞工厂本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于，步骤为：

2.根据权利要求1所述的从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述ERG10基因、IDI1基因、ERG20F96C、ERG1基因、tHMG1基因、ERG13基因、ERG12基因、ERG19基因、ERG9基因、ERG8基因和ACS2基因均来源于酿酒酵母；AmCAS1基因、AmOGD1基因、AmCYP88D25基因、AmCYP88D7基因和AmCYP71D756基因均来源于黄芪。

3.根据权利要求2所述的从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于：所述步骤（1）...

【技术特征摘要】

1.一种从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于，步骤为：

2.根据权利要求1所述的从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述erg10基因、idi1基因、erg20f96c、erg1基因、thmg1基因、erg13基因、erg12基因、erg19基因、erg9基因、erg8基因和acs2基因均来源于酿酒酵母；amcas1基因、amogd1基因、amcyp88d25基因、amcyp88d7基因和amcyp71d756基因均来源于黄芪。

3.根据权利要求2所述的从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于：所述步骤（1）中表达盒的启动子为ptef1、ppgk1、ptdh3、peno2、pino1和ptpi1中的任意一种；终止子为tcyc1、tadh1、thsp26、ttps1和tcps1中的任意一种。

4.根据权利要求3所述的从头生物合成环黄芪醇的工程菌的构建方法，其特征在于：所述步骤（1）中表达盒的整合位点为酿酒酵母x-2位点、x-3位点、x-4位点、xi-1位点、xi-2位点、xii-1位点、xii-5位点、xii-4位点、xi-5位点和delta位点中的任意一个。

5.根据权利要求4所述的从头生物合成环...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇军，张婧娴，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：