[发明专利]产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌及构建方法

说明书

本发明公开产α‑蛇麻烯、8‑羟基‑α‑蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌及构建方法，其方法包括如下步骤：利用同源重组向酿酒酵母中导入优化的α‑蛇麻烯合酶编码基因ZSS1、优化的细胞色素P450酶编码基因CYP71BA1、优化的细胞色素P450还原酶编码基因AtCPR1和优化的脱氢酶编码基因ZSD1^S114A；得到产α‑蛇麻烯、8‑羟基‑α‑蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌1；实验证明，本发明构建的产α‑蛇麻烯、8‑羟基‑α‑蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌能产α‑蛇麻烯、8‑羟基‑α‑蛇麻烯及花姜酮，为人工细胞合成α‑蛇麻烯、8‑羟基‑α‑蛇麻烯及花姜酮奠定了基础。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种产α-蛇麻烯，8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的重组酿酒酵母菌及构建方法。

背景技术

花姜酮是红球姜根茎中倍半萜的主要成分，近来研究发现，花姜酮具有抗炎、抗癌症功效，因而备受关注。花姜酮生物合成途径目前已经明确，类似于其他倍半萜化合物生物合成，其前体法尼基焦磷酸(FPP)来源于甲羟戊酸途径(MVA)。FPP经α-蛇麻烯合酶ZSS1催化合成α-蛇麻烯。α-蛇麻烯又称α-石竹烯或葎草烯，是一种天然的单环倍半萜类化合物。该物质于葎草科植物啤酒花的精油中发现，故又称葎草烯，啤酒中的α-蛇麻烯有抗感冒功效，α-蛇麻烯已发现具抗炎作用，并有可能成为一种有效的治疗炎症性疾病的药物。它产生类似地塞米松的疗效，且能减少由于注射组胺而造成的水肿，除此之外，α-蛇麻烯还具有抗癌功效。α-蛇麻烯经C8位点加羟基合成8-羟基-α-蛇麻烯，8-羟基-α-蛇麻烯经过脱氢获得花姜酮。

萜类化合物在植物中积累较少，利用植物原料进行提取纯化往往收率低，纯度低且需要大量的植物原材料；利用化学合成的方法合成萜类已有广泛应用，然而对于结构复杂的萜类化合物，其依然困难且成本高昂。花姜酮目前仅发现存在于姜科植物中，虽然生物合成途径已阐释，然而其在植物宿主中的合成调控机理未有报道，通过代谢工程手段改造原有宿主提高花姜酮的产量依然困难。因此开发一种可高效合成天然产物的方法势在必行，然而截至目前利用合成生物学技术合成花姜酮未见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌。

本发明的第二个目的是提供产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌的构建方法。

本发明的第三个目的是提供产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌发酵产α-蛇麻烯，8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮中的应用。

本发明的第四个目的是提供第二种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌。

本发明的第五个目的是提供第二种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌的构建方法。

本发明的第六个目的是提供第二种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌发酵产α-蛇麻烯，8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮中的应用。

本发明的第七个目的是提供第三种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌。

本发明的第八个目的是提供第三种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌的构建方法。

本发明的第九个目的是提供第三种产α-蛇麻烯、8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮的酿酒酵母重组菌发酵产α-蛇麻烯，8-羟基-α-蛇麻烯及花姜酮中的应用。

本发明的技术方案概述如下：