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题名通过番茄红素环化酶的优化构建β-胡萝卜素高产菌株
被引量：4
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作者
金应福
韩莉
张莎莎
李世忠
刘伟丰
陶勇
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机构
中国科学院微生物研究所
中国科学院大学
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出处
《生物工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2017年第11期1814-1826,共13页
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基金
中国科学院重点部署项目(No.ZDRW-ZS-2016-3)资助~~
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文摘
目标产物的合成途径往往需要对关键酶的来源、表达水平等因素进行系统性优化才能实现代谢通量的最大化。β-胡萝卜素是一类具有重要应用价值的萜类化合物,其中番茄红素环化酶(Lycopene cyclase,CrtY)是β-胡萝卜素合成途径中的关键酶,能够催化FAD依赖的环化反应将番茄红素转化合成β-胡萝卜素。本研究通过对CrtY的系统优化提高β-胡萝卜素的合成水平,并确定CrtY的表达对代谢通路的影响。在大肠杆菌中以番茄红素合成模块为基础,通过引入番茄红素环化酶基因crt Y构建了β-胡萝卜素合成模块。并进一步利用寡聚接头介导的DNA组装方法 (Oligo-linker mediated assembly method,OLMA)引入一系列不同强度的人工设计的核糖体结合位点(Ribosome-binding site,RBS),对CrtY的表达强度、基因来源等因素进行高通量的优化。通过OLMA文库构建和平板筛选,获得了5株高产β-胡萝卜素的工程菌株。在摇瓶中,5株工程菌株的β-胡萝卜素产量可达15.79-18.90 mg/g DCW(Dry cell weight),比优化前提高了65%。进一步选取了其中的CP12菌株,在5 L发酵罐上,利用高密度培养技术验证工程菌株合成β-胡萝卜素的能力。最终β-胡萝卜素产量可达1.9 g/L。RBS强度分析及代谢中间体分析表明,适当地降低CrtY表达强度能够有利于β-胡萝卜素模块相关基因之间协同发挥作用。以上结果为β-胡萝卜素合成途径的优化规律提供了理论指导。
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关键词
番茄红素环化酶(CrtY)
大肠杆菌
β-胡萝卜紊
寡聚接头介导的dna组装(olma)
代谢工程
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Keywords
lycopene cyclase, Escherichia coli, p-carotene, oligo-linker mediated dna assembly, metabolic engineering
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分类号
Q55
[生物学—生物化学]
Q78
[生物学—分子生物学]
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