构建酿酒酵母细胞工厂高效合成摩尔酸

作者：高惠芳; 邵明龙; 周武林; 张显; 杨套伟; 徐美娟; 高晓冬^*; 饶志明^*

来源：微生物学报, 2021, 61(11): 3506-3519.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20210068

• 三萜
• 计曼尼醇
• 摩尔酸
• 合成生物学
• 酿酒酵母

【目的】摩尔酸作为齐墩果烷型三萜化合物具有抗HIV、抗炎等多种生物学活性,其前体物质是计曼尼醇,本研究基于合成生物学策略构建酿酒酵母细胞工厂高效合成摩尔酸。【方法】运用CRISPR/Cas9技术,首先分别整合不同来源的氧化鲨烯环化酶(OSCs),筛选高产计曼尼醇底盘细胞;进一步异源表达长春花来源的细胞色素P450氧化酶(CYP716AL1)和麻风树来源的细胞色素P450还原酶(JcCPR),构建摩尔酸生物合成途径;并通过CYP716AL1和不同来源的CPR适配研究以及过表达甲羟戊酸(MVA)代谢途径中关键酶的方式提高摩尔酸的产量。【结果】整合苹果来源的氧化鲨烯环化酶MdOSC获得的重组菌株计曼尼醇产量最高,达68.3mg/L;以此为底盘细胞进一步整合CYP716AL1和JcCPR实现了摩尔酸的生物合成,产量为15.0mg/L;共表达CYP716AL1和拟南芥来源的CPR获得的重组菌株摩尔酸产量最高,达到24.3 mg/L;最后过表达MVA代谢途径中的关键酶法呢基焦磷酸合酶(ERG20)和鲨烯环氧酶(ERG1),获得的重组菌株摩尔酸产量高达34.1 mg/L。【结论】本研究实现了摩尔酸的高效生物合成,为构建高产齐墩果烷型三萜酿酒酵母细胞工厂提供了理论和技术依据。

• 单位
  生物工程学院; 江南大学; 工业生物技术教育部重点实验室