齐墩果酸酵母细胞工厂的合成途径与发酵工艺优化  

Optimization of synthetic pathway and fermentation process of yeast cell factories for production of oleanoic acid

作　　者：王冬[1,2,3] 王贝贝[1,2,3] 刘怡[2,3] 施明雨 肖冬光[1] 黄璐琦[4] 戴住波[2,3] 张学礼[2,3] 

机构地区：[1]天津科技大学生物工程学院,天津310018 [2]中国科学院天津工业生物技术研究所,天津300308 [3]中国科学院系统微生物工程重点实验室,天津300308 [4]中国中医科学院中药资源中心,北京100700

出　　处：《中国中药杂志》2014年第14期2640-2645,共6页China Journal of Chinese Materia Medica

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CBA00806);国家高技术研究发展计划(863)项目(2012AA02A704);国家自然科学基金项目(81202864)

摘　　要：目的:通过遗传改造和发酵工艺优化等方法进一步提高齐墩果酸酿酒酵母细胞工厂的生产能力。方法:利用多片段基因同源重组法,增加齐墩果酸酿酒酵母工程菌BY-OA中甘草β-香树脂合酶(GgbAS),蒺藜苜蓿齐墩果酸合成酶(MtOAS)和拟南芥烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸-细胞色素P450还原酶1(AtCPR1)等基因的拷贝数;并通过优化YPD发酵液中初糖浓度的方式提高齐墩果酸的产量。结果:增加工程菌BY-OA中GgbAS,MtOAS和AtCPR1基因的拷贝数能显著提高工程菌中目标产物的产量,获得的工程菌BY-2OA在初始葡萄糖浓度为20 g·L-1的YPD培养基中发酵7 d后β-香树脂和齐墩果酸分别达到136.5 mg·L-1(提高54%)和92.5 mg·L-1(提高30%),当初糖浓度提高到40 g·L-1时,齐墩果酸产量能达到165.7 mg·L-1。结论:新获得的工程菌BY-2OA生产齐墩果酸的能力显著提高,为发酵法生产齐墩果酸奠定了基础。Objective： To optimize the synthetic pathway and fermentation process of yeast cell factories for production of oleanoic acid. Method： Using the DNA assembler method,one copy of Glycyrrhiza glabra β-amyrin synthase（ GgbAS）,Medicago truncatula oleanolic acid synthase（ MtOAS） and Arabidopsis thaliana cytochrome P450 reductase 1（ AtCPR1） genes were introduced into Saccharomyces cerevisiae strain BY-OA,resulting in strain BY-2OA. YPD medium with different glucose concentration were then used to cultivate strain BY-2OA. Result： Increasing gene copies of GgbAS,MtOAS and AtCPR1 resulted in increased β-amyrin and oleanolic acid production. The strain BY-2OA produced 136. 5 mg·L-1β-amyrin and 92. 5 mg·L-1oleanolic acid,which were 54%and 30% higher than the parent strain BY-OA. Finally,the titer of oleanolic acid increased to 165. 7 mg·L-1when cultivated in YPD medium with 40 mg·L-1glucose. Conclusion： Production of oleanoic acid increased significantly in the yeast strain BY-2OA,which can provide the basis for creating an alternative way for production of oleanoic acid in place of extraction from plant sources.

关 键 词：三萜 齐墩果酸 酿酒酵母 合成生物学 

分 类 号：R284[医药卫生—中药学]