[发明专利]一种高产红景天苷的工程菌及其应用

说明书

本发明公开了一种高产红景天苷的工程菌，它是将酿酒酵母菌中的ARO4基因编码第229位氨基酸的密码子突变为编码亮氨酸的密码子、ARO7基因第141位甘氨酸的密码子突变为编码丝氨酸的密码子、ARO3基因第222位赖氨酸的密码子突变为编码亮氨酸的密码子的重组酵母菌。本发明还公开了采用前述工程菌制备红景天苷的发。本发明工程菌可以高产红景天苷，经济价值高，工业应用前景良好。

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体涉及一种高产红景天苷的工程菌及其应用。

背景技术

红景天是生长在高寒无污染地带的珍稀野生植物，是我国藏族人民的习用药物，至今己有1000多年的应用历史，其具有刺激神经系统、增加工作效率、消除疲劳和预防高山症等作用，还具有保护心脑血管，神经细胞以及抗肿瘤抗辐射等功能。红景天的主要药用活性成分是红景天苷及其苷元酪醇。近年来，以红景天苷及其苷元酪醇作为主要原料生产的药剂、饮料、食品以及化妆品等产品种类越来越多，对红景天苷及其苷元酪醇的需求也越来越高。

红景天苷(Salidroside)的化学名称为2-(4-hydroxypHenyl)ethyl-β-D-glucopyranoside，分子式为C₁₄H₂₀O₇，分子量为300.304，CAS号为10338-51-9，结构式为

红景天苷的苷元酪醇(Tyrosol)，其化学名称为4-(2-Hydroxyethyl)pHeno1,分子式为C₈H₁₀O₂，分子量为138.164，CAS号为501-94-0，结构式为

目前，红景天苷及其苷元酪醇的主要生产途径是从红景天植株中提取。然而，由于自然生长的红景天植物资源稀有，人工栽培的红景天植物的成本也较高，并且，其红景天苷含量较低，如最常用的高山红景天和大花红景天中红景天苷的含量仅有0.5％-0.8％，提取的成本高，效率低。而化学合成工艺过程长不易操作控制，成本高，难以实现产业化；植物组织培养反应周期长，效价较低。生物合成对自然环境的依赖较小，有可能克服从红景天苷植物中提取红景天苷及其苷元酪醇存在的上述问题。

王梦亮等以D-葡萄糖和酪醇为底物，经筛选得到的微生物菌株作用，成功合成红景天苷(王梦亮，张芳，刘滇生，微生物催化D一葡萄糖与酪醇葡糖基转移合成红景天甙的初步研究，催化学报，2006，27(3)：233一236)，但是得到较高产物浓度非常低。现有文献报道了通过改变大肠杆菌和酿酒酵母的基因来提高红景天苷产物浓度的方式，但是也不尽如人意，导致后期提取仍然存在难度大、成本高的问题。如：毕慧萍等，以大肠杆菌为平台构建的高产酪醇和/或红景天苷和淫羊藿次苷D2菌株，实现了一条不同于植物的酪醇生物合成通路。在构建的菌株中，酪醇的产量可达600mg/L,红景天苷的产量可达50mg/L，淫羊藿次苷D2的产量可达40mg/L。(毕慧萍,白艳芬,庄以彬等.一种高产酪醇和/或红景天苷和淫羊藿次苷D2的大肠杆菌表达菌株及其应用.CN 104940575 A,2015.)；刘涛等在构建的产红景天苷重组大肠杆菌研究中，通过敲除或沉默galE、galT、ugd，并导入过表达ARO10、pgm、UGT73B6、galU、T7ploymerase基因，红景天苷的最高产量能够提升至0.7g/L(刘涛，毕慧萍，庄以彬等，一种生产红景天苷的重组大肠杆菌及构建方法及应用.CN 107435049 A，2016.)；华东理工大学刘涛课题组已经利用酿酒酵母从头合成红景天苷，但产量较低，只有732.5mg/L(Jiang J,Yin H,Wang S,et al.Metabolic Engineering of Saccharomyces cerevisiaefor High-Level Production of Salidroside from Glucose.Journal ofAgricultural&Food Chemistry,2018.)。

因此，需要提供一种高产红景天苷的工程菌和方法。

发明内容