创建酿酒酵母细胞工厂发酵生产广藿香醇

作     者：郭爽 王冬 杨婷婷 李文豪 李荣生 张国伟 张学礼 戴住波 GUO Shuang;WANG Dong;YANG Ting-ting;LI Wen-hao;LI Rong-sheng;ZHANG Guo-wei;ZHANG Xue-li;DAI Zhu-bo

作者机构：河北大学中医学院河北保定071002 中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 中国科学院系统微生物工程重点实验室天津300308 

出 版 物：《中国中药杂志》 (China Journal of Chinese Materia Medica)

年 卷 期：2023年第48卷第9期

页      面：2316-2324页

核心收录：

学科分类：081703[工学-生物化工] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFA0908000) 合成生物学海河实验室颠覆性创新(人才)类项目(22HHSWSS00026) 

主　　题：广藿香醇 酿酒酵母 精确发酵 

摘      要：广藿香醇是存在于中药广藿香挥发油中的一种重要倍半萜类化合物,被认为是广藿香油药理功效和香味的主要贡献成分,具有抗菌、抗肿瘤和抗氧化等多种生物学活性。目前,全球广藿香醇及其混合精油需求量大,传统植提法存在浪费土地,污染环境等诸多问题,因而亟需一种新的方法高效、低成本的生产广藿香醇。为了拓宽广藿香醇的生产方式,实现在酿酒酵母中异源生产广藿香醇,该研究首先将来源于广藿香Pogostemon cablin的广藿香醇合酶(PS)基因进行密码子优化后置于诱导型强启动子GAL1下,转入萜类底盘菌YTT-T5,成功获得可发酵生产(4.0±0.3)mg·L^(-1)广藿香醇的工程菌PS00。为了提高转化率,采用了蛋白质融合手段将丹参来源的SmFPS基因与PS基因进行融合,广藿香醇摇瓶产量提高25倍,达(100.9±7.4)mg·L^(-1)。在此基础上,进一步优化融合基因的拷贝数,广藿香醇的产量提升了90%,达到(191.1±32.7)mg·L^(-1)。最终通过发酵工艺优化,该菌在精确发酵体系中广藿香醇产量能达到2.1 g·L^(-1),为目前报道最高水平。该研究为广藿香醇的绿色生产提供了重要基础。