[发明专利]类胡萝卜素发酵生产法

说明书

迄今为止，已报道过有600种以上不同的类胡萝卜素是从细菌、酵母、真菌和植物中发现的。能产生胡萝卜素的生物体，但目前仅有其中两种。β-胡萝卜素和虾黄素已在工业上以微生物生产并用于食品和饲料工业。β-胡萝卜素是从藻类获取的，而虾黄素是由采用传统突变技术产生的Pfaffia菌株生产的。但是，Pfaffia发酵存在发酵周期长的缺点，而从藻类回收则很麻烦。因此，人们希望开发各种有较好工业应用价值的生产体系，例如可加以控制提高产率，和/或缩短发酵时间。WO 91/13078和EP 393690已分别介绍过使用生物合成基因型草生欧文氏杆菌(Erwinia herbicola)和噬夏孢欧文氏杆菌(Erwinia uredovora)的两种这样的体系。而且，已克隆过海生细菌土壤杆菌金黄菌(Agrobacterium aurantiacum)和产碱杆菌(Alcaligenes)菌株PC-1(crtW)[Misawa 1995，Biochem.Biophys.Res.Com.209 867-876][Misawa，1995，Bacteriology177，6575-6584]，和来自绿藻血红球菌Pluvialis(Haematococ-cus pluvialis)(bkt)[Lotan，1995 FEBS Letters 364，125-128][Kajiwara，1995，Plant Mol.Biol.29 343-352]的三种β-胡萝卜素酮酶基因(β-胡萝卜素β-4-加氧酶)。携带E.herbicola[Hundle.1994，MGG 245，406-416]或E.uredovora产胡萝卜素基因(crtE，crtB，crtY和crtI)，并与A.aurantiacum[Misawa，1995]的crtW基因或H.pluvialis[Lotan，1995][Kajiwara，1995]的bkt基因互补的大肠杆菌(E.Coli)，导致了鸡油菌黄质(canthaxan-thin)(β，β-胡萝卜素-4，4′-二酮)的积聚，该物质源自以中间体海胆烯酮(β，β-胡萝卜素-4-酮)进行的β-胡萝卜素转换。将上述基因(crtW或bkt)分别导入到除宿有上述类胡萝卜素生物合成基因，还宿有E.uredovora crtZ基因[kajiwara，1995][Misawa，1995]的E.coli细胞中，结果两种情况下均引起虾黄素(3，3′-二羟基-β，β-胡萝卜素-4，4′-二酮)积聚。以bkt基因所得结果与其它人(Lotan 1995)所作研究形成鲜明对比，Latan使用的是相同实验方案，不同的是，他将H.pluvialis bkt基因导入可合成玉米黄质(β，β-胡萝卜素-3，3′-二醇)，宿有E.herbicola(一种与上述E.uredovora密切相关的菌株)的类胡萝卜素生物合成基因的E.coli宿主中，结果未发现有虾黄素产生。

然而，迄今为止，并未发现本发明的类胡萝卜素生物合成基因与已知crtW基因有功能活性结合作用，更重要的是需要继续探索更为优化的发酵体系，供工业生产应用。

因此本发明的目的是提供含有一种或多种选自下述一类DNA顺序的DNA顺序：

a)编码黄杆菌属R1534种(Flavobacterium SP.R 1534)的GGPP合成酶的DNA顺序(crtE)，或基本上与其同源的DNA顺序；

b)编码黄杆菌属R1534种的八氢蕃茄红素前体(prephytoene)合成酶的DNA顺序(crtB)，或基本上与其同源的DNA顺序；

c)编码黄杆菌属R1534种的八氢蕃茄红素脱氢酶的DNA顺序(crtI)，或基本上与其同源的DNA顺序；

d)编码黄杆菌属R1534种的蕃茄红素环化酶的DNA顺序(crtY)，或基本上与其同源的DNA顺序；

e)编码黄杆菌属R1534种的β-胡萝卜素羟化酶的DNA顺序(crtZ)，或基本上与其同源的DNA顺序。