[发明专利]一种高产麦角甾醇的酿酒酵母工程菌及其应用

说明书

本发明提供了一种高产麦角甾醇的酿酒酵母工程菌及其应用，属于基因工程技术领域。本发明的酿酒酵母工程菌可以有效地催化麦角‑5.7.24(28)三烯醇转化为麦角甾醇，大大提高酿酒酵母细胞中麦角甾醇含量，麦角甾醇含量可以达到细胞干重的6％，比目前国内外所用酵母菌种的生产产量提高了1～6倍。本发明的酿酒酵母工程菌不仅麦角甾醇含量大幅度提升，而且用于发酵生产麦角甾醇时，发酵方法简单，易操作，成本低廉。本发明的酿酒酵母工程菌，在一般发酵厂的设备和条件下均可生产使用，未来具有极大的发展潜力与价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种高产麦角甾醇的酿酒酵母工程菌及其应用。

背景技术

麦角甾醇是真菌细胞膜的重要组成成分，对细胞膜结构和功能的维持具有不可替代的作用。并且它是合成维生素D2的前体，而维生素D2在调节生命代谢功能上有重要的作用。此外麦角甾醇还是一种重要的医药化工原料，用于甾醇类药物的生产。由于麦角甾醇生物学功能的重要性及真菌特异性，麦角甾醇及其合成过程成为了抗真菌药物设计的良好靶点，比如临床和农业上使用的大多数抗真菌药物如唑类药物、丙烯胺类药物、吗啉类药物、多烯类药物均以麦角甾醇及其合成途径为靶点。

目前，世界上生产麦角甾醇的酵母菌种的选育方式主要有四种，分别是：自然筛选、诱变育种、细胞杂交和原生质体融合。以上四种选育方式均存在明显不足之处。具体来看，通过自然筛选的酿酒酵母菌种，麦角甾醇含量仅为0.8％～2.4％，并且，在野生型酵母菌种中普遍存在的问题是细胞的生长和麦角甾醇的合成之间存在着一定的矛盾，即麦角甾醇含量较高的菌株，细胞的生物量较低；而生长良好的菌株，麦角甾醇含量又比较低。因此，降低了这些菌株的实际应用价值。采用诱变育种很难得到细胞生物量和细胞麦角甾醇含量都能提高的菌株。采用杂交和原生质体融合技术可以将不同菌株的优良特性结合起来，能获得细胞生物量和细胞麦角甾醇含量都比较高的菌株。但是，在研究中发现，酵母中麦角甾醇的生物合成是一个多酶催化的非常复杂的过程，而其生物合成的调控是多层次的，采用杂交和原生质体融合技术并不能有效实现麦角甾醇相关基因在转录水平的调控，因而不能有效提升酿酒酵母细胞内麦角甾醇含量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高产麦角甾醇的酿酒酵母工程菌及其应用，本发明能有效提升酿酒酵母细胞内麦角甾醇含量。

本发明提供了一种高产麦角甾醇的酿酒酵母工程菌，在出发菌株中转入有重组载体；所述重组载体上插入有编码C-22甾醇去饱和酶的基因表达元件。

优选的，所述编码C-22甾醇去饱和酶的基因包括Erg5基因；所述Erg5基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

优选的，所述编码C-22甾醇去饱和酶的基因表达元件具有式Ⅰ所示结构：

Z1-Z2-Z3式Ⅰ，

式Ⅰ中Z1、Z2和Z3顺次连接，Z1为启动子或者含有启动子的5’-UTR元件，Z2为编码C-22甾醇去饱和酶的基因，Z3为终止子或者含有终止子的3’-UTR元件。

优选的，所述出发菌株包括酿酒酵母S288C。

优选的，所述重组载体的原始质粒含有筛选标签；所述筛选标签包括AUR1-C。

优选的，所述筛选标签还包括Amp^R。

优选的，所述酿酒酵母工程菌为酿酒酵母g5-220121-NH001，保藏号为：CGMCC NO24635。

本发明还提供了上述方案所述酿酒酵母工程菌在生产麦角甾醇中的应用。

优选的，所述酿酒酵母工程菌用于催化麦角-5.7.24(28)三烯醇转化为麦角甾醇。

本发明还提供了一种生产麦角甾醇的方法，包括以下步骤：对上述方案所述酿酒酵母工程菌进行发酵，获得麦角甾醇。