挖掘与调控乙酸胁迫响应基因提高重组酿酒酵母合成番茄红素水平
挖掘与调控乙酸胁迫响应基因提高重组酿酒酵母合成番茄红素水平
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DOI：
10.13344/j.microbiol.china.220985
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
燕国梁
中科院分区：
文献类型：
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作者：
李佳蓉;林静远;李正宇;段长青;燕国梁
【背景】乙酰辅酶A是酿酒酵母异源合成番茄红素的重要中间产物,胞质中乙酰辅酶A主要来自乙酰辅酶A合成酶催化乙酸合成。【目的】通过外源添加乙酸盐结合调控乙酸胁迫应答基因增加胞内乙酰辅酶A含量,改善细胞生长,促进番茄红素合成。【方法】在合成番茄红素的重组酵母菌中过表达乙酰辅酶A合成酶编码基因(acs2),在发酵过程中添加10 g/L乙酸盐,结合转录组学分析挖掘乙酸胁迫响应基因,进行单一和组合调控。【结果】添加乙酸盐后,重组菌Y02中番茄红素含量增加了19.14%,但细胞生长受到抑制,转录组学结果表明adk2、fap7、hem13、 elo3、pdc5、set5、pmt5、hst4、clb2和swe1表达水平增加,因此构建了单基因和双基因过表达菌株,其中Y02-set5-hst4菌在添加乙酸盐后细胞生长得到了显著改善,同时胞内乙酰辅酶A浓度提高了78.21%,番茄红素含量和产量达到12.62 mg/g-DCW和108.67 mg/L,与对照菌Y02相比分别提高了42.76%和67.13%。同时该菌中甲羟戊酸途径中关键基因erg12、erg20和hmg1的表达量与对照菌相比分别上调了1.70、1.44和1.96倍。【结论】在过表达acs2的基础上,过表达set5和hst4能够增加酵母对乙酸胁迫的耐受能力,并提高乙酰辅酶A合成水平和甲羟戊酸途径代谢通量,促进番茄红素的合成,研究结果可为其他类异戊二烯产物的代谢工程研究提供有益的借鉴。