利用棕榈酸为原料合成番茄红素的工程菌株的构建

发布时间：2024-02-14 06:22

　　番茄红素是萜类化合物中的一种,广泛运用于制药、营养、化妆品和食品等行业。利用大肠杆菌生产番茄红素具有产量高、易于放大等特点,受到了广泛的关注。但是目前以葡萄糖为原料合成番茄红素的过程中存在理论转化率低、生产成本高、难以提高产量等问题。因此,寻找可替代葡萄糖的廉价碳源是有效的方式之一。本研究选择棕榈酸作为合成番茄红素的碳源,其优势体现在棕榈酸可以通过β-氧化产生乙酰辅酶A,而乙酰辅酶A是甲羟戊酸(MVA)途径的唯一前体,MVA途径的是提高番茄红素生产的常用途径。因此棕榈酸可作为生产番茄红素的碳源,为MVA途径提供充足的前体和能量。本实验的目的是构建一个可以利用棕榈酸为原料合成番茄红素的工程菌株。通过简化菌株体系和优化代谢途径,最终获得一个高产且稳定的产番茄红素的菌株。本研究首先将棕榈酸代谢模块和产番茄红素模块结合,验证棕榈酸可以作为唯一碳源生产番茄红素。在实验室前期已经构建了两株可以利用棕榈酸的菌株FA01和FA02,在此基础上通过细胞转化法转入三个携带番茄红素途径基因的质粒:pLESKs、pSKPMIc和pLY116。通过检测菌株利用棕榈酸合成番茄红素的产量,发现有番茄红素的单一色素生...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1.文献综述
    1.1 番茄红素
        1.1.1 番茄红素的结构
        1.1.2 番茄红素的功能
        1.1.3 番茄红素的合成
        1.1.4 番茄红素的生物合成
        1.1.5 番茄红素的生物合成途径(MVA和MEP)
    1.2 脂肪酸
        1.2.1 脂肪酸的种类
        1.2.2 脂肪酸的代谢概述
        1.2.3 脂肪酸降解途径的调节
    1.3 棕榈酸为作为替代碳源生产番茄红素
        1.3.1 棕榈酸与MVA途径的联系
        1.3.2 能量与物质代谢比较
        1.3.3 棕榈酸作为理想的替代碳源
    1.4 番茄红素的生物合成途径的改造
        1.4.1 番茄红素的生物合成途径常用改造方法
        1.4.2 基因编辑优化MVA途径的现状
        1.4.3 基因整合方法优化代谢途径的局限
        1.4.4 新的位点特异性重组方法的建立-NRMI(Nigrirecombinasemediatedintegration)的整合方法
    1.5 研究目的和意义
2.棕榈酸利用模块和番茄红素合成模块的结合
    2.1 引言
    2.2 实验材料
        2.2.1 菌株和质粒
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验试剂
        2.2.4 主要溶液
    2.3 方法
        2.3.1 检测棕榈酸消耗的方法
        2.3.2 棕榈酸利菌株产番茄红素的工程菌株的构建
        2.3.3 检测棕榈酸利用菌株产番茄红素的能力
    2.4 结果
        2.4.1 棕榈酸利用菌株利用棕榈酸的能力。
        2.4.2 棕榈酸利用菌株产番茄红素的能力
    2.5 讨论
    2.6 小结
3.新的位点特异性重组方法-NRMI(Nigrirecombinasemediatedintegration)
    3.1 引言
    3.2 实验材料
        3.2.1 菌株和质粒
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验试剂
        3.2.4 主要溶液
    3.3 方法
        3.3.1 质粒的构建
        3.3.2 Crispr-Cas9方法构建BW-nox、BW-lox66和BW-rox菌株
        3.3.3 BW-PIR菌株的构建
        3.3.4 Nigri的介导下质粒整合的方法
    3.4 结果
        3.4.1 Nigri整合方法的验证
        3.4.2 消除nox位点实现连续整合
        3.4.3 利用NRMI整合方法建立大片段基因连续的策略
    3.5 讨论
    3.6 小结
4.MVA途径的优化
    4.1 引言
    4.2 实验材料
        4.2.1 菌株和质粒
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验试剂
        4.2.4 主要溶液
    4.3 方法
        4.3.1 菌株的构建
        4.3.2 PM模块的整合方法
        4.3.3 ESK模块的整合方法
    4.4 利用NRMI方法优化MVA途径
        4.4.1 MVA途径的优化-PM模块整合至染色体
        4.4.2 MVA途径的优化-ESK模块整合至染色体
    4.5 讨论
    4.6 小结
结论
展望
参考文献
附录A pLESKs、pSKPMIc和pLY116质粒图谱
附录B NRMI方法中的位点和基因序列
附录C pW-Nigri、pW-Cre和pW-Dre三个质粒图谱
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3897877