一种橙花叔醇合成酶及应用的制作方法

本申请属于橙花叔醇生物合成领域，具体涉及一种橙花叔醇合成酶及应用。

背景技术：

1、橙花叔醇是一种倍半萜化合物，最初是从橙花中发现的，所以被命名为橙花叔醇，后来它被发现存在于香茅、薰衣草、柠檬草和生姜等芳香植物中。橙花叔醇具有广泛的生物功能，如杀螨、抗草食动物、抗菌、抗氧化、抗炎和抗焦虑等活性，是一种很有发展前景的植物化学药物。同时它也是草食动物诱导的挥发性物质dmnt的合成中间体，可以保护植物免受草食动物的伤害。另外，橙花叔醇被美国食品和药物管理局(fda)允许作为食品调味剂使用。

2、橙花叔醇的合成方式主要有三种，植物提取、化学合成以及生物合成。植物提取与化学合成受到种种限制如工艺过程复杂，受季节影响产率低，提取成本高；此外，植物提取和化学合成往往有有毒试剂参与反应，对坏境影响大、同时产物中可能有较多的溶剂残留以及有毒试剂残留，产品安全性有待提高。代谢工程和合成生物学为工程微生物细胞工厂可持续高效地生产橙花叔醇提供了另一种途径。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种橙花叔醇合成酶，以及其在生物合成橙花叔醇中的应用。

2、本申请为解决上述技术问题，提出了如下技术方案：

3、本申请第一方面提供了一种橙花叔醇合成酶，其包含pfam编号为pf01397和pf03936的结构域，且具有橙花叔醇合成酶活性。

4、本申请第二方面提供了一种多核苷酸分子，其包含编码本申请第一方面所提供的橙花叔醇合成酶的核苷酸序列或其互补序列的至少一种。

5、本申请第三方面提供了一种核酸构建体，其包含本申请第二方面所提供的多核苷酸分子的至少一种。

6、本申请第四方面提供了一种重组菌，其包含本申请第二方面所提供的多核苷酸分子，或本申请第三方面所提供的核酸构建体。

7、本申请第五方面提供了采用本申请第一方面的橙花叔醇合成酶、本申请第二方面的多核苷酸分子、本申请第三方面的核酸构建体或本申请第四方面的重组菌生产橙花叔醇的用途。

8、本申请第六方面提供了一种橙花叔醇的制备方法，其包括采用本申请第四方面的重组菌生物合成橙花叔醇。

9、本申请鉴定出一种新型的橙花叔醇合成酶以及其编码基因，将所述橙花叔醇合成酶的编码基因整合入核酸构建体中导入宿主细胞，获得重组菌，从而使所述编码基因在重组菌中表达，进而实现橙花叔醇的生物合成。采用本申请的重组菌和生物合成橙花叔醇的方法，橙花叔醇的产量显著提高。

技术特征：

1.一种橙花叔醇合成酶，其具有与seq id no.1所示的氨基酸序列具有至少97％、98％、99％或100％序列同一性的氨基酸序列，且具有橙花叔醇合成酶活性。

2.根据权利要求1所述的橙花叔醇合成酶，其来自除虫菊。

3.一种多核苷酸分子，其包含编码权利要求1或2所述的橙花叔醇合成酶的核苷酸序列或其互补序列的至少一种。

4.根据权利要求3所述的多核苷酸分子，其包含与seq id no.5所示的核苷酸序列具有至少97％、98％、99％或100％序列同一性的核苷酸序列。

5.一种核酸构建体，其包含权利要求3或4所述的多核苷酸分子的至少一种。

6.根据权利要求5所述的核酸构建体，其还包含编码乙酰乙酰辅酶a硫解酶、羟甲基戊二酰辅酶a合酶、羟甲基戊二酰辅酶a还原酶、甲羟戊酸激酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶、异戊二烯焦磷酸异构酶、法尼烯焦磷酸合酶的核苷酸序列的至少一种。

7.根据权利要求5或6所述的核酸构建体，所述核苷酸序列位于两个插入元件之间，所述插入元件用于将所述核苷酸序列整合入宿主细胞的基因组中。

8.根据权利要求5所述的核酸构建体，其为质粒载体；优选地，所述质粒载体为真核表达载体。

9.根据权利要求8所述的核酸构建体，其包括prs426质粒骨架。

10.根据权利要求9所述的核酸构建体，其为质粒载体pyr013、pyr020、pyr021的至少一种。

11.一种重组菌，其包含根据权利要求3或4所述的多核苷酸分子，或权利要求5-10中任一项所述的核酸构建体。

12.根据权利要求11所述的重组菌，其中，所述多核苷酸分子整合入宿主细胞的基因组中；所述宿主细胞为真核细胞。

13.根据权利要求12所述的重组菌，其中，所述宿主细胞为酿酒酵母。

14.根据权利要求12所述的重组菌，其中，所述多核苷酸分子在所述重组菌的基因组中的拷贝数为1-3个。

15.根据权利要求11所述的重组菌，其能够内源和/或外源表达乙酰乙酰辅酶a硫解酶、羟甲基戊二酰辅酶a合酶、羟甲基戊二酰辅酶a还原酶、甲羟戊酸激酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶、异戊二烯焦磷酸异构酶、法尼烯焦磷酸合酶的至少一种。

16.根据权利要求15所述的重组菌，其中，编码乙酰乙酰辅酶a硫解酶、羟甲基戊二酰辅酶a合酶、羟甲基戊二酰辅酶a还原酶、甲羟戊酸激酶、甲羟戊酸-5-磷酸激酶、甲羟戊酸焦磷酸脱羧酶、异戊二烯焦磷酸异构酶和法尼烯焦磷酸合酶的核苷酸序列在所述重组菌基因组中的拷贝数各自独立地为2、2、4、2、2、2、2、2个。

17.根据权利要求11所述的重组菌，其还包括fpp水解酶dpp1、fpp水解酶lpp1、柠檬酸合酶、苹果酸合酶或角鲨烯合成酶的编码基因的至少一种的下调或敲除。

18.采用权利要求1或2所述的橙花叔醇合成酶、权利要求3或4所述的多核苷酸分子、权利要求5-10中任一项所述的核酸构建体或权利要求11-17中任一项所述的重组菌生产橙花叔醇的用途。

19.一种橙花叔醇的制备方法，其包括采用权利要求11-17中任一项所述的重组菌生物合成橙花叔醇。

技术总结
本申请公开了一种橙花叔醇合成酶及应用，包括采用本申请的橙花叔醇合成酶的编码基因整合入核酸构建体中导入宿主细胞，获得重组菌，从而使所述编码基因在重组菌中表达，进而实现橙花叔醇的生物合成。采用本申请的重组菌和生物合成橙花叔醇的方法，橙花叔醇的产量显著提高。

技术研发人员：叶紫玲
受保护的技术使用者：武汉合生科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/20