[发明专利]新微生物和使用该微生物生产类胡萝卜素的方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及新微生物和使用该微生物生产类胡萝卜素、尤其角黄素的方法。

[背景技术]

类胡萝卜素如虾青素、玉米黄质、绿蝇黄质(phoenicoxanthin)、角黄素、侧金盏花黄素和β-胡萝卜素已经用作向食品、医药品、准医药品、化妆品等中添加的天然存在色素。此外，因为类胡萝卜素的抗氧化特点，类胡萝卜素也已经广泛地作为抗氧化物质使用。上述类胡萝卜素广泛地分布在植物、动物和微生物中，并且已经鉴定了数百种天然类胡萝卜素(例如见非专利文献1)。

作为合成功能性类胡萝卜素的微生物，属于农杆菌属(Agrobacterium)的细菌(其稍后再分类成副球菌属(Paracoccus ))由Yokoyama等报道(例如见非专利文献2)。上述细菌的特征是合成高浓度的作为功能性类胡萝卜素之一的虾青素。此外，研究了以上细菌的虾青素生物合成途径并报道了详细的基因水平机制(例如见非专利文献3)。根据已报道的生物合成途径，对于类胡萝卜素的合成，为基本代谢物并作为起始物质使用的甲羟戊酸经由类异戊二烯生物合成的代谢合成途径，以产生具有15个碳原子的法呢焦磷酸(FPP)，并且这样形成的法呢焦磷酸随后与具有5个碳原子的异戊烯焦磷酸(IPP)缩合，从而合成具有20个碳原子的的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸(GGPP)。接下来，两个牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸分子相互缩合，从而合成八氢番茄红素。八氢番茄红素经一系列去饱和反应而转化成番茄红素，并且这种番茄红素进一步通过成环反应，从而合成β-胡萝卜素。接下来，当β-胡萝卜素通过酮基化反应氧化时，产生角黄素，并且当β-胡萝卜素羟化时，产生玉米黄质。随后，当通过酮基化和羟基化而进一步进行氧化反应时，合成虾青素。以上的类胡萝卜素生物合成途径示于图1。

此外，也已经报道某些微生物缺少编码上述实施β-胡萝卜素的酮基化的酶的基因，并且这些微生物因此选择性地合成玉米黄质(例如见非专利文献4)。当如上所述的相同机制应用于角黄素的情况时，即，若缺少编码β-胡萝卜素羟化酶的基因的微生物存在，则可以选择性地合成角黄素；然而，迄今没有报道分离选择性合成角黄素的新微生物。

角黄素是作为功能性类胡萝卜素而使养殖鱼类、鸡蛋等恢复颜色的有效物质；然而，角黄素通过纯化从类胡萝卜素提取物中得到并随后简单地加以利用。由于类胡萝卜素提取物含有与角黄素具有相似化学性质的多种类胡萝卜素，因而其提取和纯化不容易进行(例如见专利文献1和2)。因此，需要以高浓度积累角黄素的物质如微生物。

[专利文献1]日本未审查的专利申请公开号6-237787

[专利文献2]日本未审查的专利申请公开号2003-304875

[非专利文献1]Eric A.Johnson等，微生物类胡萝卜素，Advances inBiochemical Engineering，第53卷，第119至178页(1995)。

[非专利文献2]A Yokoyama等，通过海生细菌橙黄农杆菌(Agrobacterium aurantiacum)产生虾青素和4-酮基玉米黄质，Biosci.Biotechnol.Biochem.，58：1842-1844(1994)。

[非专利文献3]N.Misawa等，对基因水平上提出的海生细菌类胡萝卜素生物合成基因簇及虾青素生物合成途径的结构和功能分析，J.Bacteriology，177：6575-6584(1995)。

[非专利文献4]L.Pasamontes等，分离和表征黄细菌属(Flavobacterium sp.)菌株R1534的类胡萝卜素生物合成基因，GENE，185：35-41(1997)。

[发明公开]

[发明欲解决的课题]

本发明的目的是提供选择性合成角黄素的细菌，其可以容易地提取和纯化作为类胡萝卜素之一的角黄素。此外，本发明的目的还有提供通过培养方法生产角黄素的方法。

[解决课题的手段]

经过本发明的发明人所实施的旨在实现上述目的的深入研究，发现当突变导入生产类胡萝卜素的属于副球菌属的细菌时，角黄素选择性地得到合成，并且因此完成了本发明。即本发明涉及属于副球菌属的选择性合成角黄素的细菌，其中所述细菌通过培育生产类胡萝卜素的属于副球菌属的细菌得到。此外，本发明涉及用于生产角黄素的方法，其中培养前述细菌，随后从细菌细胞和/或培养液中收集角黄素。也即本发明涉及下列内容。

(1)根据本发明的第一方面，提供了生产类胡萝卜素的属于副球菌属的细菌，其选择性地生产角黄素。