代谢工程改造大肠杆菌增产酪醇
2021-12-03曾娇娇余世琴周景文
曾娇娇,余世琴,周景文*
1(江南大学 生物工程学院,工业生物技术教育部重点实验室,江苏 无锡,214122) 2(未来食品科学中心(江南大学),江苏 无锡,214122)
酪醇[2-(4-羟基苯基)乙醇,tyrosol]是一种天然的多酚类物质,广泛存在于红景天、女贞、橄榄等植物中,具有抗氧化、消炎等多种药理活性[1]。目前酪醇的合成主要有植物提取、化学合成及微生物代谢生产3种途径。由于植物提取率低、化学合成反应复杂等问题的存在,微生物细胞工厂的优势逐渐凸显。在微生物代谢中,酪醇是酪氨酸代谢途径的下游产物,是橄榄苦苷、羟基酪醇、红景天苷等重要天然产物的关键前体。微生物中酪醇的合成途径主要有3种:(1) SATOH等[2]在大肠杆菌中表达植物罂粟(Papaversomniferum)来源的酪氨酸脱羧酶(tyrosine decarboxylase,TDC)和藤黄微球菌(Micrococcusluteus)来源的酪胺氧化酶(tyramine oxidase,TYO),并结合大肠杆菌内源的乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH),实现了酪醇的从头合成,产量达到69 mg/L;(2) YANG等[3]在大肠杆菌中过量表达来源于酿酒酵母的苯丙酮酸脱羧酶(phenylpyruvate decarboxylase,ARO10),得到了800.40 mg/L 酪醇;(3) CHUNG等[4]对拟南芥(Arabidopsisthaliana)、矮牵牛(Petuniahybrid)和荷兰芹(Petroselinumcrispum)3种来源的芳香醛合成酶(aromatic aldehyde synthase,AAS)进行了检测,发现表达PcAAS菌株的产量最高,达12.9 mg/L。在这3条途径中,仅AAS可以将酪氨酸一步转化为生产酪醇所需的直接前体物质。因此,本研究将从此途径入手开展酪醇的生物合成研究。
ZHOU等[5-6]在大肠杆菌基因组中挖掘得到一系列梯度强度的组成型启动子,并用于强化己二酸的生产。为了提升酪醇的产量,本研究以E.coliBL21 (DE3)为出发菌株,使用组成型启动子PcspA[5]取代PT7启动子,并运用该质粒过量表达PcAAS来构建酪醇合成的生物途径。……
