产对香豆酸酿酒酵母菌株的构建及优化

分类： 生物学 >> 生物工程 提交时间： 2017-07-24 合作期刊: 《中国生物工程杂志》

张伟 刘夺 李炳志 元英进

摘要： 对香豆酸（p-coumaric acid）作为苯丙素类物质、芪类物质以及黄酮类物质的重要前体化合物，在生物医药、化妆品以及食品工业中均有广泛的应用价值。以酿酒酵母作为底盘菌株，利用合成生物学原理构建一株高产对香豆酸的人工酵母细胞。通过对比不同拷贝数的酪氨酸解氨酶（Tyrosine ammonia lyase, TAL）合成的对香豆酸产量，发现随着基因拷贝数的增加对香豆酸的产量也相应提高，高拷贝数的TAL有利于对香豆酸的积累；同时对酪氨酸的负反馈调控基因进行氨基酸定点突变得到ARO4K229L和ARO7G141S，利用delta位点将突变后的基因整合至酵母基因组，并挑取24株构建成功的酵母细胞进行发酵验证，发现菌株最高产量与最低产量相差28.87 mg/L；为了进一步增加对香豆酸的代谢通量，本研究对生成芳香醇类物质的旁路基因ARO10和PDC5进行敲除，发现同时敲除两个基因的菌株对香豆酸的产量最高，是敲除前产量的2.05倍（从42.71 mg/L到87.56 mg/L）；此外，通过设计前体酪氨酸的梯度添加实验，发现当添加1 mM的酪氨酸时，对香豆酸产量达到峰值174.57±0.30 mg/L，相较于未添加时提高了将近一倍。本研究通过运用合成生物学原理在酿酒酵母中实现了对香豆酸的高产，为后续的芪类化合物和黄酮类化合物生物合成奠定了基础。

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