酿酒酵母中异源合成维生素E（生育三烯酚）的研究
发布时间：2021-07-13 21:44
维生素E是一种重要的脂溶性化合物,它是维持机体正常代谢和机能的必需维生素,具有清除自由基、抗癌、抗心血管疾病、抗衰老等功能。人体不能自行合成维生素E,必须从外界摄取。维生素E包括四种生育酚和四种生育三烯酚,相比生育酚,生育三烯酚具有更好的降低胆固醇、抗氧化、抗癌、抗炎症和心脏保护等功能。天然维生素E只存在于光合生物中,如藻类、蓝藻和绿色植物。市面上的天然维生素E主要从植物油脱臭馏出物中提取,但其含量低、来源有限、且分离难度大,导致生产成本高,难以满足日益增长的市场需求。而化学合成的维生素E,是外消旋的α-生育酚,生物活性较低,主要用作饲料添加剂。本研究基于合成生物学理念,以安全、高效的酿酒酵母作为底盘细胞,参照光合生物中维生素E的合成途径,结合酿酒酵母内源的莽草酸途径和甲羟戊酸途径（MVA）,构建产维生素E的酿酒酵母工程菌株。首先,从拟南芥、蓝藻、烟草等光合生物中克隆一系列合成维生素E的关键基因,以EGFP作为报告基因,初步筛选可以在酿酒酵母中异源表达的酶,并结合密码子优化和产物检测,获得5个具有催化活性的关键酶,分别为HPPD,syHPT,MPBQMT,TC和γ-TMT。然后利用课题...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生育三烯酚（Ａ）和生育酚（Ｂ）的分子结构，以及ａ，?ｐ，?丫，５－生育酚??和生育三烯酚苯环上甲基数目和位置的区别（Ｃ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｖｉｔａｍｉｎ?Ｅ?ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ?Ｔｏｃｏｔｒｉｅｎｏｌ?（Ａ）?ａｎｄ?Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ?（Ｂ）?ａｎｄ??ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ａｎｄ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｉｎｇ??
早在１９３８年，Ｋａｒｒｅｒ等实现了维生素Ｅ的化学合成，在刘易斯／布忍司特??（Ｌｅｗｉｓ／Ｂｒｏｎｓｔｅｄ）酸的条件下（如：ＨＣｌ／ＺｎＣｈ或８？３或八丨（：丨３），通过外消旋的异植醇（ＩＰ）??和三甲基氢醌（ＴＭＨＱ）的缩合反应生成ａ－生育酚（图１．３）?Ｉ１８】。基于此反应过程，瑞士??巴塞尔罗氏（Ｒｏｃｈｅ）公司在１９世纪５０年代实现了首个外消旋ａ－生育酚的商业化生产。??目前，传统合成维生素Ｅ企业均采用ＩＰ和ＴＭＨＱ为原料缩合生产，其生产能力很大程度??上依赖于ＩＰ和ＴＭＨＱ的生产，这两种原料的制备技术和生产成本直接影响着维生素Ｅ产??品的质量和成本。??但化学合成ａ－生育酚是包含８个立体异构体的外消旋混合物，其中天然构型的??５??
图１．４植物和蓝藻中ａ－生育酚和ａ－生育三烯酚的生物合成途径。蓝色字体为化合物缩名，黄色字体为功能酶缩写名。化合物缩写：ＨＰＰ，对羟基苯丙酮酸；ＨＧＡ，尿黑酸；ＧＧＰＰ，??香叶基香叶基二磷酸；ＰＤＰ，植基二磷酸；ＭＧＧＢＱ，?２－甲基－６－香叶基香叶基苯醌；ＭＰＢＱ，??２－甲基－６－植基苯醌；ＤＭＧＧＢＱ，?２，３－二甲基－５－香叶基香叶基苯醌；ＤＭＰＢＱ，?２，３－二甲５－植基苯醌。酶的缩写：ＨＰＰＤ，?４－羟苯丙酮酸二加氧酶；ＧＧＨ，香叶基香叶基二磷酸还酶；ＨＧＧＴ，尿黑酸香叶基香叶基转移酶；ＨＰＴ，尿黑酸植基转移酶；ＭＰＢＱＭＴ，?ＭＰＢ甲基转移酶；ＴＣ，生育酚环化酶；ｙ－ＴＭＴ，?Ｙ－生育酚甲基转移酶。??Ｆｉｇｕｒｅｌ．４?ａ－Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ?ａｎｄ?ａ－Ｔｏｃｏｔｒｉｅｎｏｌ?ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｓ?ａｎｄ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ．?Ｔｈｂｌｕｅ?ｗｏｒｄ?ｉｓ?ｔｈｅ?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｙｅｌｌｏｗ?ｗｏｒｄ?ｉｓ?ｔｈｅ?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｅｎｚｙｍｅ，?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ：?ＨＰＰ，?ｐ－Ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｐｙｒｕｖｉｃ?ａｃｉｄ；?ＨＧＡ，?Ｈｏｍｏｇｅｎｔｉｓｉａｃｉｄ；?ＧＧＰＰ，?Ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ?ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ；?ＰＤＰ，?Ｐｈｙｔｙｌ?ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ．?ＭＧＧＢＱ，?６－Ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ２－ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ－ｌ，４－?ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌ；?ＭＰＢＱ，?２－Ｍｅｔｈｙｌ－６－ｐｈｙｔｙｌ－ｌ，４
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然维生素E提纯技术进展[J]. 王义永,章城亮,许新德. 中国食品添加剂. 2014(02)
[2]生育三烯酚分离纯化研究进展[J]. 代志凯,赵健,彭永健,许新德,邵斌. 中国油脂. 2014(01)
硕士论文
[1]高纯度天然维生素VE工业化生产工艺路线的开发与实现[D]. 王义永.山东大学 2013
本文编号：3282856
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生育三烯酚（Ａ）和生育酚（Ｂ）的分子结构，以及ａ，?ｐ，?丫，５－生育酚??和生育三烯酚苯环上甲基数目和位置的区别（Ｃ）??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｖｉｔａｍｉｎ?Ｅ?ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ?Ｔｏｃｏｔｒｉｅｎｏｌ?（Ａ）?ａｎｄ?Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ?（Ｂ）?ａｎｄ??ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ａｎｄ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ｒｉｎｇ??
早在１９３８年，Ｋａｒｒｅｒ等实现了维生素Ｅ的化学合成，在刘易斯／布忍司特??（Ｌｅｗｉｓ／Ｂｒｏｎｓｔｅｄ）酸的条件下（如：ＨＣｌ／ＺｎＣｈ或８？３或八丨（：丨３），通过外消旋的异植醇（ＩＰ）??和三甲基氢醌（ＴＭＨＱ）的缩合反应生成ａ－生育酚（图１．３）?Ｉ１８】。基于此反应过程，瑞士??巴塞尔罗氏（Ｒｏｃｈｅ）公司在１９世纪５０年代实现了首个外消旋ａ－生育酚的商业化生产。??目前，传统合成维生素Ｅ企业均采用ＩＰ和ＴＭＨＱ为原料缩合生产，其生产能力很大程度??上依赖于ＩＰ和ＴＭＨＱ的生产，这两种原料的制备技术和生产成本直接影响着维生素Ｅ产??品的质量和成本。??但化学合成ａ－生育酚是包含８个立体异构体的外消旋混合物，其中天然构型的??５??
图１．４植物和蓝藻中ａ－生育酚和ａ－生育三烯酚的生物合成途径。蓝色字体为化合物缩名，黄色字体为功能酶缩写名。化合物缩写：ＨＰＰ，对羟基苯丙酮酸；ＨＧＡ，尿黑酸；ＧＧＰＰ，??香叶基香叶基二磷酸；ＰＤＰ，植基二磷酸；ＭＧＧＢＱ，?２－甲基－６－香叶基香叶基苯醌；ＭＰＢＱ，??２－甲基－６－植基苯醌；ＤＭＧＧＢＱ，?２，３－二甲基－５－香叶基香叶基苯醌；ＤＭＰＢＱ，?２，３－二甲５－植基苯醌。酶的缩写：ＨＰＰＤ，?４－羟苯丙酮酸二加氧酶；ＧＧＨ，香叶基香叶基二磷酸还酶；ＨＧＧＴ，尿黑酸香叶基香叶基转移酶；ＨＰＴ，尿黑酸植基转移酶；ＭＰＢＱＭＴ，?ＭＰＢ甲基转移酶；ＴＣ，生育酚环化酶；ｙ－ＴＭＴ，?Ｙ－生育酚甲基转移酶。??Ｆｉｇｕｒｅｌ．４?ａ－Ｔｏｃｏｐｈｅｒｏｌ?ａｎｄ?ａ－Ｔｏｃｏｔｒｉｅｎｏｌ?ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ?ｐａｔｈｗａｙ?ｉｎ?ｐｌａｎｔｓ?ａｎｄ?ｃｙａｎｏｂａｃｔｅｒｉａ．?Ｔｈｂｌｕｅ?ｗｏｒｄ?ｉｓ?ｔｈｅ?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｙｅｌｌｏｗ?ｗｏｒｄ?ｉｓ?ｔｈｅ?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｅｎｚｙｍｅ，?ａｂｂｒｅｖｉａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｕｎｄ：?ＨＰＰ，?ｐ－Ｈｙｄｒｏｘｙｐｈｅｎｙｌｐｙｒｕｖｉｃ?ａｃｉｄ；?ＨＧＡ，?Ｈｏｍｏｇｅｎｔｉｓｉａｃｉｄ；?ＧＧＰＰ，?Ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ?ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ；?ＰＤＰ，?Ｐｈｙｔｙｌ?ｄｉｐｈｏｓｐｈａｔｅ．?ＭＧＧＢＱ，?６－Ｇｅｒａｎｙｌｇｅｒａｎｙｌ２－ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅ－ｌ，４－?ｂｅｎｚｏｑｕｉｎｏｌ；?ＭＰＢＱ，?２－Ｍｅｔｈｙｌ－６－ｐｈｙｔｙｌ－ｌ，４
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然维生素E提纯技术进展[J]. 王义永,章城亮,许新德. 中国食品添加剂. 2014(02)
[2]生育三烯酚分离纯化研究进展[J]. 代志凯,赵健,彭永健,许新德,邵斌. 中国油脂. 2014(01)
硕士论文
[1]高纯度天然维生素VE工业化生产工艺路线的开发与实现[D]. 王义永.山东大学 2013
本文编号：3282856
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3282856.html
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