中国科学院大连化学物理研究所周雍进获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院大连化学物理研究所申请的专利一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株及其构建方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119530270B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411775334.6,技术领域涉及:C12N15/81;该发明授权一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株及其构建方法和应用是由周雍进;张梦瑶;蔡鹏设计研发完成,并于2024-12-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株及其构建方法和应用在说明书摘要公布了:本发明属于微生物代谢工程及合成生物学技术应用领域,特别是涉及一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株及其构建方法和应用。在宿主菌株中构建香紫苏醇的生物合成途径,并优化胞内甲羟戊酸代谢途径与中心代谢途径,即获得工程菌菌株A;所述宿主菌株为毕赤酵母;或,在上述获得工程菌A中过表达或敲除代谢调控因子,即获得工程菌菌株B;或,在上述获得工程菌B中采用细胞区室化策略将合成途径靶向过氧化物酶体及其优化,即获得工程菌菌株C。本发明提供一种合成二萜类化合物香紫苏醇的毕赤酵母底盘细胞及合成香紫苏醇的工程菌株;通过引入并优化香紫苏醇合成途径的表达,实现香紫苏醇在摇瓶批式和生物反应器批式补料发酵产量分别达到631.6mgL和10.5gL。
本发明授权一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株及其构建方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种高产香紫苏醇的毕赤酵母工程菌株的构建方法,其特征在于, 步骤一:在宿主菌株中构建香紫苏醇的生物合成途径,并优化胞内甲羟戊酸代谢途径与中心代谢途径,即获得工程菌菌株A; 所述宿主菌株为巴斯德毕赤酵母PC111,其基因型为Mut+,his4-,AOX1,AOX2,HIS4::PGAP-PpRAD52-TAOX1,PNSI-2::PGAP-hCas9-TDAS; 所述构建香紫苏醇的生物合成途径为在宿主菌株中将香紫苏醇合酶基因SsTPS氨基端与焦磷酸赖百当烯二醇酯合酶基因SsLPPS羧基端利用柔性连接肽GGGGS连接得到融合基因SsTPS~SsLPPS;通过启动子整合在宿主菌株的PNSII-5位点中; 所述的融合基因SsTPS~SsLPPS的核苷酸序列如SEQIDNO:1所示; 所述优化胞内甲羟戊酸代谢途径与中心代谢途径包括: 1)将DNA片段TGAP-SsTPS~SsLPPS-PGCW14-PTEF1-tHMG1-TDAS1整合到宿主菌株的PNSII-1位点;所述tHMG1基因的核苷酸序列如SEQIDNO:2所示; 2)将DNA片段PTEF1-ERG20F98C-TDAS2整合到宿主菌株的PNSII-7位点;所述ERG20F98C为内源ERG20基因第98位的苯丙氨酸替换为半胱氨酸,所述ERG20基因的NCBI进入号为8197764; 3)将DNA片段PTEF1-PaGGPPS~BTS1-TADH2整合到宿主菌株的PNSII-4位点;所述PaGGPPS~BTS1的融合表达构建方法为PaGGPPS基因的羧基端与BTS1基因的氨基端利用柔性连接肽GGGGS连接;所述PaGGPPS基因核苷酸序列如SEQIDNO:3所示,所述柔性连接肽GGGGS的核苷酸序列如SEQIDNO:4所示,所述BTS1基因的NCBI进入号为8199751; 4)将DNA片段PHXT1-ERG10~ERG13-TAOX1整合到宿主菌株的PNSII-6位点;所述ERG10~ERG13的融合表达构建方法为ERG13基因的氨基端与ERG10基因的羧基端以柔性连接肽GGGGS连接,所述ERG13基因的NCBI进入号为8198573,所述ERG10基因的NCBI进入号为8197878; 5)将DNA片段TGAP-ERG12-PTEF1-PPGI1-ERG8-TERG8整合到宿主菌株的PNSII-8位点,所述ERG12基因的NCBI进入号为8197654,所述ERG8基因的NCBI进入号为8198218; 6)将DNA片段PMSR1c3-ERG19-TERG19整合到宿主菌株的PNSII-9位点,所述ERG19基因的NCBI进入号为8196843; 7)将DNA片段TGAP-SsTPS~SsLPPS-PGCW14-PTEF1-tHMG1-TDAS1整合到宿主菌株的PNSI-14位点; 8)将蛋白降解标签添加到宿主菌株中的ERG9基因的羧基端,所述降解标签为巴斯德毕赤酵母内源的细胞周期调节因子CLN2PEST,所述的CLN2PEST基因的核苷酸序列如SEQIDNO:5所示,所述ERG9基因的NCBI进入号为8200142; 9)将DNA片段PGCW14-SsTPS~SsLPPS-TGAP整合到宿主菌株的PNSIV-5位点,和或将DNA片段PGCW14-SsTPS~SsLPPS-TFBP1整合到宿主菌株的PNSIV-9位点; 10)将DNA片段TFDH1-PK-PHTX1-PTA-TFBP1整合到宿主菌株的PNSIII-5位点; 11)将DNA片段PGAP-IDP2-TDAS2整合到宿主菌株的PNSI-4位点; 12)将DNA片段PTEF1-ZWF1-TAOX1-TPMP20-GND1-PPGI1整合到宿主菌株的PNSIV-8位点; 13)将DNA片段PTEF1-FBP1-TFBP1整合到宿主菌株的PNSI-13位点; 所述PK基因的核苷酸序列如SEQIDNO:6所示; 所述PTA基因的核苷酸序列如SEQIDNO:7所示; 所述IDP2基因的核苷酸序列如SEQIDNO:9所示; 所述ZWF1基因的NCBI进入号为8198996; 所述GND1基因的NCBI进入号为8200105; 所述FBP1基因的NCBI进入号为8199670; 步骤二:在所述工程菌菌株A中调控与香紫苏醇合成相关的潜在代谢调控因子,即获得工程菌菌株B;调控方式为以下任意一种:1)敲除DOS2基因、2)敲除VBA5基因、3)敲除PRB1基因、4)敲除PDR15基因、5)敲除PGM1基因、6)敲除KEX1基因、7)敲除YPK9基因、8)敲除LAM5基因、9)敲除YNL096C基因、10)过表达ECM33基因、11)弱化YNL096C基因、12)敲除VBA5基因、过表达ECM33基因和弱化YNL096C基因; 所述ECM33基因的NCBI进入号为8198725; 所述弱化YNL096C基因为在YNL096C基因的羧基端整合表达细胞周期调节因子CLN2PEST; 所述过表达ECM33基因为将DNA片段PGCW14-ECM33-TFBP1整合到宿主菌株的PNSI-1位点; 步骤三:在所述工程菌菌株B中将香紫苏醇合成途径与甲羟戊酸途径靶向过氧化物酶体中进行区室化并优化,即获得工程菌菌株C; 所述的靶向过氧化物酶体中进行区室化的方法包括: 1)将DNA片段PGCW14-SsTPS~SsLPPS-TFBP1整合到宿主菌株的PNSIII-8位点; 2)将DNA片段PTEF1-PaGGPPS~BTS1-TADH2整合到宿主菌株的PNSIII-5位点; 3)将DNA片段PTEF1-ERG20F98C-TDAS2-TDAS1-tHMG1-PTEF1整合到宿主菌株的PNSIII-4位点; 4)将DNA片段TTAL2-ERG19-PHTX1-ERG10~ERG13-TAOX1整合到宿主菌株的PNSIII-6位点; 5)将DNA片段TGAP-ERG12-PTEF1-PPGI1-ERG8-TDAS1整合到宿主菌株的PNSIII-7位点; 6)将DNA片段PADH2-IDI1-TFBP1整合到宿主菌株的PNSIII-10位点; 所述的优化方法包括: 1)敲除过氧化物酶体增殖蛋白基因PEX11, 2)将DNA片段PGCW14-HMGR-TDAS1整合到宿主菌株的PNSIII-11位点; 3)将DNA片段TDAS2-ANT1-PGCW14-PTEF1-POT1-TGAP整合到宿主菌株的PNSIII-12位点; 4)将DNA片段PTEF1-PEX10-TGAP整合到宿主菌株的PNSI-12位点; 5)将DNA片段PPGI1-PEX5-TFBP1整合到宿主菌株的PNSI-6位点; 所述的HMGR基因的核苷酸序列如SEQIDNO:10所示;所述IDI1基因的NCBI进入号为8197017,所述PEX11基因的NCBI进入号为8198426,所述POT1基因的NCBI进入号为8198672,所述PEX10基因的NCBI进入号为AOA66248.1,所述ANT1基因的NCBI进入号为8200788,所述PEX5基因的NCBI进入号为8198761; 所述的靶向过氧化物酶体的方法为通过在目标基因羧基端利用过氧化物酶体信号肽SKL实现。
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