调控质粒拷贝数优化酿酒酵母异源合成真菌聚酮10,11-dehydrocurvularin

摘要

10,11-dehydrocurvularin是一种来源于真菌Aspergillus terreus的一种具有多种生物活性的聚酮化合物.课题组前期的工作中以酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为宿主细胞,通过异源表达来源于A.terreus的还原性聚酮合酶(highly-reducing polyketide synthase,hrPKS)与非还原性聚酮合酶(non-reducing PKS,nrPKS)成功实现了10,11-dehydrocurvularin的合成.该研究通过调控质粒拷贝数,研究不同酶通量对多酶系统的最终产物产量的影响,以优化10,11-dehydrocurvularin在酿酒酵母中的产量.该研究以遗传霉素和潮霉素B两种抗生素抗性为选择压,通过截短抗性基因启动子长度,降低其单位拷贝抗性能力,经使用抗生素胁迫即可控制质粒拷贝数.结果表明,在一定抗生素浓度胁迫下,荧光及其质粒拷贝数与截短抗性基因的启动子长度呈负相关.将该系统分别应用至hrPKS和nrPKS,在遗传霉素与潮霉素B质量浓度都为300 mg/L的合成培养基中发酵2 d后,在构建的不同酶通量系统中,有不同程度的产量优化,其中启动子截短长度分别为全长和100 bp时,得到最优组合的产量为0.359 mg/L,为对照组的3.63倍.该研究表明在多酶系统中,通过组合优化酶表达量能够优化目标产物产量,但并非表达量越高效果越好,该研究将有利于今后非天然聚酮化合物的发现及优化生产.