[发明专利]酶组合物及其在柚皮素生物合成中的应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及酶组合物及其在柚皮素生物合成中的应用。本发明通过研究查尔酮合成酶CHSs与查尔酮异构酶样蛋白CHILs之间相互作用的关系，获得能够有效促进柚皮素的酶组合物。该组合物以对香豆酸为底物，合成柚皮素水平可达187.10mg/L，较无CHIL情况下，柚皮素产量提高了25.95％。同时，脱轨产物CTAL的含量降低了69.80％。该组合对于推动柚皮素产物的工业化生产具有重要意义，也为CHS催化的其他黄酮产物的高效合成奠定了基础。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及酶组合物及其在柚皮素生物合成中的应用。

背景技术

柚皮素(Naringenin)是柚皮苷的苷元，属于二氢黄酮类化合物，广泛存在于芸香科植物中。柚皮素的化学名称是4’,5,7-三羟基黄烷酮，其分子结构上存在多个位点可发生糖基化、甲基化、异戊烯基化等修饰反应，形成多种高附加值的黄酮衍生物，包括染料木素、柚皮苷、芹菜素和灯盏花素等。柚皮素还具有抗氧化、抗炎和调节免疫应答等生物活性，是一类治疗细菌感染、镇静、抗癌药物。

柚皮素的生物合成从对香豆酸出发，在p-香豆酰CoA连接酶(4-coumarate:coenzyme A ligase,4CL)作用下转化为p-香豆酰CoA，接着查尔酮合成酶(Chalconesynthase,CHS)催化1分子p-香豆酰CoA和3分子丙二酰CoA发生克莱森缩合反应形成柚皮素查耳酮，进而被查耳酮异构酶(Chalcone isomerase,CHI)催化立体异构闭环，形成柚皮素。其中，CHS具有底物非特异性，容易催化缩合不同数量的丙二酰CoA生成CTAL、BNY等脱轨副产物，成为柚皮素合成中的限速步骤。

查耳酮异构酶样蛋白(Chalcone isomerase-like proteins,CHILs)，是一种IV型CHI，广泛存在于陆生植物中，能够与同物种的CHS发生蛋白相互作用，增强CHS的催化效率，降低脱轨产物CTAL的产生。来源于矮牵牛的PhCHIL已被鉴定能增强植物花色素的积累，但尚未有其用于合成柚皮素的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供降低脱轨副产物生成的酶组合物，及其在柚皮素生物合成中的应用。

本发明提供的酶组合物由查尔酮合成酶和查尔酮异构酶样蛋白组成；其中，

所述查尔酮合成酶选自大豆GmCHS、苹果MdCHS、金丝桃HaCHS、矮牵牛PhCHS、高粱SbCHS、灯盏花EbCHS中至少一种；

所述查尔酮异构酶样蛋白选自苹果MdCHIL、矮牵牛PhCHIL、大豆GmCHIL、拟南芥AtCHIL中至少一种。

本发明实施例中，所述的酶组合物；

由GmCHS和PhCHIL组成；

或由GmCHS和MdCHIL组成；

或由GmCHS和GmCHIL组成；

或由GmCHS和AtCHIL组成；

或由MdCHS和PhCHIL组成；

或由MdCHS和MdCHIL组成；

或由MdCHS和GmCHIL组成；

或由MdCHS和AtCHIL组成；

或由HaCHS和PhCHIL组成；

或由HaCHS和MdCHIL组成；

或由HaCHS和GmCHIL组成；

或由HaCHS和AtCHIL组成；

或由PhCHS和PhCHIL组成；

或由PhCHS和MdCHIL组成；