在Yarrowia lipolytica中,工程非重复性Codon优化HPcrtW集成与诱导性调节用于康塔克桑生物合成

科学领域:

• 生物技术是生物技术.
• 代谢工程是代谢工程.
• 微生物生产 微生物生产

背景情况:

• 康塔克桑丁是一种有价值的胡卜素,在食品,料和制药中具有应用.
• 目前的生产方法往往依赖于化学合成,这可能是昂贵的和对环境有影响的.
• 像Yarrowia lipolytica这样的工程微生物宿主为香生物合成提供了可持续和可扩展的替代方案.

研究的目的:

• 设计Yarrowia lipolytica以高效和高产量生产康塔桑.
• 识别和优化关键酶和基因元素,以增强胡卜素生物合成.
• 开发强大的发酵策略,用于工业规模的甘素制造.

主要方法:

• 对五个异质β-胡卜素基因酶 (CrtW) 基因的查,识别出Haematococcus pluvialis中的HPcrtW.
• 菌株工程涉及基因拷贝数放大,编码子优化和共同表达策略 (例如,CarRP-R98A突变与CrtB).
• 使用可诱导的促进子 (pEYK-5AB) 来管理代谢负担,并采用同源重组来稳定整合多个基因副本.

主要成果:

• 改造后的YCan101菌株产生了61.52毫克/升的康塔桑丁,增加到98.65毫克/升的第二个HPcrtW副本.
• CarRP-R98A和CrtB的同时表达显著增强了β-胡卜素和总胡卜素积累.
• 最终的工程菌株在瓶发酵中达到457 mg/L,在料批发发酵中达到3.08 g/L.

结论:

• 成功设计了Yarrowia lipolytica,用于生产高位数的色素.
• 证明了代谢流量优化和基因工程战略对工业性胡卜素合成的有效性.
• 建立了一个可行的微生物平台,以实现可持续和经济高效的康塔桑丁生产,减少对化学合成的依赖.