[发明专利]重组细胞以及β-水芹烯的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有β-水芹烯生产能力的重组细胞及使用该重组细胞的β-水芹烯的生产方法。

背景技术

单萜为以牻牛儿基二磷酸(GPP)为生物合成前体的符合具有10个碳的异戊二烯规则的化合物的总称，所述牻牛儿基二磷酸为二甲基烯丙基二磷酸(DMAPP)和异戊烯基二磷酸(IPP)缩合而成。单萜目前已知有900种以上。

单萜具有如玫瑰及柑橘类之类的芳香，也多用于香水等。例如柠檬烯为柠檬等柑橘类中所含的香气成分，也用作溶剂及粘接剂原料等。另外，薄荷醇具有清爽的芳香，可在点心及医药品中用作清凉剂。另一方面，在树脂产业中，将β-蒎烯、α-蒎烯、柠檬烯、α-水芹烯等作为粘接剂及透明树脂等单体原料进行研究(非专利文献1)

单萜之一的β-水芹烯(β-phellandrene)可期待作为新的聚合物材料的用途。β-水芹烯与α-水芹烯相比能够得到分子量更高的聚合物。但是，在通过合成化学的方法得到β-水芹烯的情况下，无法避免其异构体即α-水芹烯的生成，另外，这些异构体的分离非常困难(非专利文献2)。因此，难以得到高纯度的β-水芹烯，这就难以调查β-水芹烯的聚合物物性等。

另一方面，作为β-水芹烯的生物合成路径，可通过牻牛儿基二磷酸(GPP)合成酶或橙花基二磷酸(NPP)合成酶的作用，由异戊烯基二磷酸(IPP)对牻牛儿基二磷酸(GPP)或橙花基二磷酸(NPP)进行生物合成。接着，可通过β-水芹烯合成酶的作用由GPP或NPP对β-水芹烯进行生物合成。而且，在西红柿和薰衣草中，发现了β-水芹烯合成酶(非专利文献3、4)。

在专利文献1中记载有一种使用导入了对环状萜合成酶(Cyclic terpene synthase)进行编码的核酸的C1代谢宿主细胞的转化体制造单萜的方法。作为其实施例，记载有一种使用甲基单胞菌属细菌的转化体制造柠檬烯的实验例。但是，关于β-水芹烯虽然有提到，但未示出实施例。有提到β-水芹烯合成酶，但未示出β-水芹烯合成酶和其基因的具体例及获得方法以及可生产β-水芹烯的转化体的具体构成及构建方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2005-500805号公报

非专利文献

非专利文献1：Satou K.,et al.,Green Chemistry 2006,8,878-882

非专利文献2：Mori K.,Tetrahedron：Asymmetry 2006,17,2133-2142

非专利文献3：Demissie,Z.A.,et al.,,Planta.2011,233,685-96.

非专利文献4：Schilmiller,A.L.,et al.,Proc Natl Acad Sci U S A.,2009,106,10865-70.

发明内容

发明所要解决的问题

鉴于上述现状，本发明的目的在于，提供一种用于高纯度且大量地获得β-水芹烯的一系列的技术。

用于解决问题的技术方案

用于解决上述的问题的本发明的一个方面为一种具有β-水芹烯生产能力的重组细胞，其将选自编码牻牛儿基二磷酸合成酶的核酸及编码橙花基二磷酸合成酶的核酸中的至少1种核酸和编码β-水芹烯合成酶的核酸导入宿主细胞而成，且这些核酸在宿主细胞内表达。。

本发明涉及一种具有β-水芹烯生产能力的重组细胞。本发明的重组细胞是将“选自编码牻牛儿基二磷酸(GPP)合成酶的核酸及编码橙花基二磷酸(NPP)合成酶的核酸中的至少1种核酸”和“编码β-水芹烯合成酶的核酸”导入宿主细胞而成的，且这些核酸在宿主细胞内表达。即，在本发明的重组细胞中，相对于宿主细胞新添加或增强了GPP合成酶和/或NPP合成酶的表达能力和β-水芹烯合成酶的表达能力。

在本发明的重组细胞中，可基于细胞内所表达的GPP合成酶的作用由异戊烯基二磷酸(IPP)合成GPP，和/或可基于细胞内所表达的NPP合成酶的作用由IPP合成NPP。并且，可基于细胞内所表达的β-水芹烯合成酶的作用由GPP和/或NPP合成β-水芹烯。其结果，可以通过培养本发明的重组细胞来高纯度且大量地生产β-水芹烯。