催化合成维生素A棕榈酸酯脂肪酶菌株的诱变及其转录分析

来源 :谭广静 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panxihuanhe
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维生素A棕榈酸酯是目前研究较为成熟的维生素A衍生物,应用在药物、化妆品、饲料等行业。市售维生素A棕榈酸酯的生产主要依赖于化学法合成和酶法合成,酶法合成条件温和、环境友好,是目前研究的重点和热点。而催化剂脂肪酶的种类、活性以及酯化反应条件等是酶法催化合成维生素A棕榈酸酯的限制性因素。本研究以提高维生素A棕榈酸酯的转化率为目的,通过对解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica,YLL)基因组改组(Genomeshuffling),获得解脂耶氏酵母脂肪酶2(YlLip2)酶活提高的突变菌株;转录组学测序分析突变株与原始菌株基因差异,寻找控制脂肪酶活性的相关基因;最后应用突变菌株产YlLip2,催化合成维生素A棕榈酸酯,优化酯化反应条件,提高催化产率。主要研究结果如下:(1)采用亚硝基胍(NTG)与常温室压等离子(ARTP)两种诱变作为Genome shuffling基础,获得4株初级诱变菌株N1、N3、A2-60和A3-60。将4株菌株作为正突变库进行3轮递推式融合,获得YlLip2酶活优良菌株命名为YLL-S33菌株。该菌株产脂肪酶酶活为13.96U/mL,比出发菌株YLL提高了 2.2倍,而且性状能够稳定遗传。(2)基于RNA-Seq技术筛选出421个差异表达基因,相对于YLL而言,YLL-S33有106个基因发生转录上调,315个下调。分析得到可能影响YlLip2酶活的基因主要参与过氧化物酶体、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢、内质网中的蛋白质加工、MAPK信号通路和脂肪酸降解等生物过程。(3)以突变株YLL-S33所产YlLip2作为催化剂,在有机溶剂正己烷中维生素A醋酸酯(2%)和棕榈酸(4.6%)为底物,酶法合成维生素A棕榈酸酯,酯化反应条件进行优化得到:当反应初始加水量0.1 mL,酶浓度为80 mg/mL,在摇床转速为200 r/min和35℃反应24 h,可获得69%的转化率。
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