[发明专利]一种调节酿酒酵母细胞膜磷脂抵御盐胁迫的方法

说明书

本发明公开了一种调节酿酒酵母细胞膜磷脂抵御盐胁迫的方法，属于生物工程技术领域。通过模块化组装CDS1和CHO1，构建出耐盐的工程菌株，使得酵母菌株抗盐胁迫能力增加。结果表明，酿酒酵母模块化组装CDS1和CHO1基因，与出发菌株相比，在盐胁迫条件下模块化组装菌株生物量提高14.2％，存活率增加39.2％，半抑制浓度提高了17.82％，细胞膜完整性提高了51.34％。

技术领域

本发明涉及一种调节酿酒酵母细胞膜磷脂抵御盐胁迫的方法，属于生物工程技术领域。

背景技术

微生物在发酵和生长过程中容易受到各种环境的干扰，包括外源环境和内源环境。而微生物细胞工厂则提供了一种经济和环保的方式来生产高价值的化学品，包括生物燃料、大宗化学品和可再生原料制药。微生物细胞工厂的效率取决于它们的生产性能、生长状态和抗胁迫能力。酿酒酵母作为工业模式菌株，细胞工厂的建立使得其被广泛应用于生产酒精、有机酸、蛋白质等。然而，不利的环境因素往往造成酿酒酵母难以维持高强度的发酵生产。

为了增加工业微生物对环境胁迫的耐受能力，一系列的应对策略已经被开发，包括适应性进化、诱变育种、转运蛋白工程等。这些耐受策略虽然能够提高微生物的环境耐受能力，但是它们都需要耗费大量的时间才能实现，而膜工程策略仅需要进行简单的分子生物学操作即可提高微生物的耐受能力。除此之外，这些耐受策略仅能够针对某一种特定的胁迫进行改造，而膜工程的改造可以有效应对多种胁迫。

目前，膜工程策略增加工业菌株耐受性的方法主要分为三种：改造细胞膜组分、改造细胞膜功能、改造细胞膜形态。例如，解脂耶式酵母中通过改变甾醇路径酶ERG3，ERG4，ERG6，ERG12的表达提高了有机溶剂的耐受性；光滑球拟酵母中转录因子CgRDS2通过提高细胞膜完整性来抵御盐胁迫环境；大肠杆菌中通过过表达膜弯曲蛋白扩展细胞膜的表面积从而提高疏水化合物的耐受性。然而，这些方法虽然提高了微生物的耐受性，但是与传统的菌株改造方法相比，它们的菌株耐受能力仍然较低。此外，这些研究仅仅是对膜组分进行改造，未对膜功能、形态变化等因素进行考虑，而这些也可能是影响其耐受性的关键。目前，还未出现将代谢工程与膜工程策略相结合，并且综合考虑膜组分、膜功能、膜形态等因素的提高微生物耐受性的方法。

发明内容

技术问题：本发明有效解决了酿酒酵母盐胁迫抗性低的问题，使得酿酒酵母菌株在盐胁迫条件下生存能力有所提高，为提高酿酒酵母发酵生产大宗化学品的性能提供潜在策略。

技术方案：为了解决上述问题，本发明提供了一种调节酿酒酵母抵御盐胁迫的方法，通过调控编码磷脂路径酶的基因CDS1和CHO1表达来调节酿酒酵母的盐胁迫抗性。

在本发明的一种实施方式中，所述方法通过模块化组装CDS1和CHO1基因后，增强酿酒酵母的盐胁迫抗性；所述模块化组装是：将共表达CDS1基因和CHO1基因的质粒转入酿酒酵母中，获得共表达CDS1和CHO1基因的菌株。

在本发明的一种实施方式中，用弱启动子ADH1表达CDS1基因，用强启动子TEF1表达CHO1基因。

在本发明的一种实施方式中，所述CDS1基因的核苷酸序列如NCBI上gene ID:852317的核苷酸序列所示。

在本发明的一种实施方式中，所述CHO1基因的核苷酸序列如NCBI上gene ID:856748的核苷酸序列所示。

在本发明的一种实施方式中，所述酿酒酵母是酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)BY4741(见https://www.yeastgenome.org/strain/S000203456)。基因型为MATa his3Δ1leu2Δ0met15Δ0ura3Δ0。

在本发明的一种实施方式中，所述共表达CDS1基因和CHO1基因的质粒是PY17-(ADH1)-CDS1-(TEF1)-CHO1。