產(chǎn)番茄紅素酵母工程菌的構建及發(fā)酵工藝優(yōu)化.pdf

1、番茄紅素是類胡蘿卜素的一種，具有抗氧化、調控細胞的生長和代謝、調節(jié)膽固醇的代謝、預防和抑制腫瘤等多種生物活性，廣泛用于醫(yī)療保健領域。為在釀酒酵母中生物合成番茄紅素，本研究首先在釀酒酵母BY4742的δDNA位點整合入來源于成團泛菌的CrtB和CrtI基因獲得產(chǎn)番茄紅素的工程菌ZD-Ly-100，再針對萜類生物合成途徑的關鍵酶基因HMG1、IDI、ERG20、SaGGPS和ERG9的表達進行系統(tǒng)調控，發(fā)現(xiàn)HMGR和GGPS兩個關鍵酶控制二

2、萜的生物合成。
　　生物合成途徑的構建與優(yōu)化涉及到多個基因的同源重組。本研究利用酵母多片段整合技術，將控制工程菌基本萜類合成的tHMG1基因，及控制GGPP二萜生物合成的關鍵酶ERG20-BTS1和SaGGPS，用多片段整合技術一步法整入菌株ZD-Ly-000的rDNA位點，獲得ZD-Ly-201。和菌株ZD-Ly-000相比，ZD-Ly-201番茄紅素的產(chǎn)量顯著提高77.0倍達到13.23 mg/L。
　　在進一步的發(fā)酵過

3、程優(yōu)化中發(fā)現(xiàn):利用指數(shù)補料法可以在保證單位細胞產(chǎn)率無較大變化的基礎上，實現(xiàn)相關工程菌的高細胞密度，OD600高達500以上;限制磷酸鹽的供給可以控制細胞的生長，有利于目標產(chǎn)物的積累;在細胞生長對數(shù)期向發(fā)酵罐內添加有機萃取劑，可以減輕細胞負擔，促進目標產(chǎn)物的積累（提高約2倍）。經(jīng)過系列優(yōu)化后，建立的發(fā)酵方法能較大程度提高番茄紅素工程菌和原人參二醇工程菌等釀酒酵母型工程菌中目標產(chǎn)物的產(chǎn)量:番茄紅素高密度發(fā)酵產(chǎn)量從13.23 mg/L提高13