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酿酒酵母工程菌UDP-葡萄糖供给模块的优化与人参皂苷F1生产

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【作者】 王金鹤王冬李畏娴黄颖戴住波张学礼

【Author】 WANG Jin-he;WANG Dong;LI Wei-xian;HUANG Ying;DAI Zhu-bo;ZHANG Xue-li;College of Biotechnology,Tianjin University of Science & Technology;Tianjin Institute of Industrial Biotechnology,Chinese Academy of Sciences;Key Laboratory of Systems Microbial Biotechnology,Chinese Academy of Sciences;

【通讯作者】 戴住波;

【机构】 天津科技大学生物工程学院中国科学院天津工业生物技术研究所中国科学院系统微生物工程重点实验室

【摘要】 人参皂苷F1为人参、三七、西洋参等药用植物中的稀有皂苷成分,在抗肿瘤、抗氧化、抗衰老等方面有较强的药理活性。为直接利用葡萄糖等廉价原料发酵生产人参皂苷F1,该研究在三萜酵母底盘细胞BY-T3基础上,整合经过密码子优化后的人参达玛烯二醇Ⅱ合成酶(Syn Pg DDS)、人参原人参二醇合酶(Syn Pg PPDS)、人参原人参三醇合酶(Syn Pg PPTS)和拟南芥来源的细胞色素P450还原酶(At CPR1) 4个基因,构建了生产原人参三醇的工程菌BY-PPT;经过强化工程菌BY-PPT内源UDP-葡萄糖供给模块:磷酸葡萄糖变位酶1(PGM1)、α-磷酸葡萄糖变位酶(PGM2)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGP1)等基因获得工程菌BY-PPT-GM,其UDP-葡萄糖产量提高了8. 65倍,达到44. 30 mg·L-1。进一步工作中,通过整合能催化PPT生成人参皂苷F1的UDP-葡萄糖基转移酶基因Pg3-29,成功获得生产0. 5 mg·L-1人参皂苷F1的酵母细胞工厂BY-F1。工程菌经过发酵工艺优化后人参皂苷F1的产量能提高900倍,达到450. 5 mg·L-1。该研究获得的高效UDP-葡萄糖供给模块能为皂苷类酵母细胞工厂构建提供借鉴,同时为进一步获得高产人参皂苷类酵母细胞提供重要基础。

【基金】 国家“重大新药创制”科技重大专项(2018ZX09711001-006-004);中国科学院青年创新促进会项目(2015138);天津市科技计划项目(15PTCYSY00020)
【所属期刊栏目】 分子生药学 (2019年21期)
  • 【DOI】10.19540/j.cnki.cjcmm.20190829.101
  • 【分类号】TQ920.6;TQ464.3
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