[发明专利]一种生产柠檬烯的解脂耶氏酵母工程菌及应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种生产柠檬烯的解脂耶氏酵母工程菌及其构建与应用。本发明首先提供一种基因在柠檬烯生产中的应用，所述基因具体为YALI0F19492p，Genbank编号为2907674，所述YALI0F19492p基因对柠檬烯的生产具有显著的调控作用。本发明提供一种生产柠檬烯的解脂耶氏酵母基因工程菌，所述菌株是在解脂耶氏酵母宿主细胞中过表达YALI0F19492p基因并表达柠檬烯合酶所得，发酵生产柠檬烯产量提高8倍左右，提高产量的同时为柠檬烯生产菌株的研究提供思路。

技术领域：

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种生产柠檬烯的解脂耶氏酵母工程菌及其构建与应用。

背景技术：

解脂耶氏酵母(Yarrowialipolytica)是一种具有典型代表性的非常规酵母。该酵母无致病性，最高生长温度一般在34℃以下，并且已经被认定为(generally regarded assafe,GRAS)安全级微生物。与酿酒酵母不同，该酵母为严格好氧菌，并具有二型性生长的特点，碳源、氮源、pH等生长条件都会影响该菌的菌落形态，因此它成为了研究酵母及真菌菌丝分化的模式菌株。该酵母的另外一个显著优点是它广泛存在于各类食物和各种生存环境中，这是因为其可以利用的碳源类型极为广泛，包括有机酸、烷烃、烯烃、油类、醇类、酯类等。此外，解脂耶氏酵母在其代谢过程中能够产生和分泌多种代谢产物，包括蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、赖氨酸、γ-癸内酯、柠檬酸、异柠檬酸和α-酮戊二酸等。由于解脂耶氏酵母具有以上这些生理、代谢特征和独特优势，因此它也成为了生物化学品等各种产品生产的潜在微生物细胞工厂。

早期的研究工作主要是利用解脂耶氏酵母发酵生产各种代谢产物。随着分子生物学的发展，解脂耶氏酵母的全基因组测序工作已经完成，基因表达载体和遗传转化方法也相继建立并不断发展完善。这些都为新型酵母表达系统—解脂耶氏酵母表达系统的开发奠定了良好基础。利用代谢工程和合成生物学技术对解脂耶氏酵母进行改造来改进自身代谢产物的生产以及合成新的目标产物，已成为目前的一个研究热点。

柠檬烯是一种植物来源的天然活性化合物，具有很高的市场价值。柠檬烯属于单环单萜类化合物，化学式为C₁₀H₁₆，有左旋体(L型)、右旋体(D型)和外消旋体三种异构体。D-柠檬烯有类似柠檬或甜橙的悦人香味，并且已经被认定为(generally regarded as safe,GRAS)一般认为安全化合物，因此作为优质香精香料被广泛应用于食品、饮料、化妆品、化学和医药工业中；L-柠檬烯则有类似松油和松脂的气味，也具有芳香添加用途。D-柠檬烯还是一种天然、绿色、环保的工业清洗剂，被广泛应用于印刷、机械、航空、电子和电器工业部件的清洗。在农业上，D-柠檬烯还作农作物被用的生物杀虫剂。L-柠檬烯和D-柠檬烯还是极具潜力的新型生物燃料和生物材料。此外，以L-柠檬烯和D-柠檬烯作为前体物，可以转化合成多种具有高附加值的工业产品。最新的研究表明L-柠檬烯和D-柠檬烯都有很好的药用价值，例如D-柠檬烯具有抑菌抗菌活性，可以作为良好的天然抗菌活性物质；D-柠檬烯还具有抗癌活性、促进消化和减肥作用。利用解脂耶氏酵母生成这些植物来源的天然产物具有独特优势，也引起了越来越多研究者的关注，但是，产量并不高，难以实现工业化。