合成达玛烯二醇酿酒酵母底盘细胞性能优化

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yy6590
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物萜类天然化合物在人们的生活中有着重要的作用,其中三萜化合物人参皂苷就具有很强的药用价值,具有抗炎、抗肿瘤活性。达玛烯二醇是一种人参皂苷的合成前体物,该前体物的积累有利于促进人参皂苷的生物合成。本文对达玛烯二醇合成酶(DS)蛋白活性进行了研究,并且将优化的外源基因DS导入酿酒酵母底盘中,调整优化了生产达玛烯二醇的代谢途径,提高了达玛烯二醇的产量。首先,根据TMHMM和TMPRED确定了DS序列中的跨膜区域,为得到游离DS蛋白以及研究跨膜区后PFTB重复序列对酶活性的影响,构建了表达截短DS的酵母菌株W303tDS0和W303tDS4。基于现已知的9个达玛烯醇合成酶蛋白序列比对,发现了29个氨基酸差异位点。为研究差异位点对DS活性的影响,本文对筛选的4个序列差异位点进行突变,构建了突变DS表达菌株W303DSΔa、W303DSΔ29、W303DSΔ252以及W303DSΔ624。截短和突变DS的菌株达玛烯二醇产量出现不同程度的降低,说明截短和突变的位点对DS活性有影响,可能是DS蛋白潜在活性位点。其次,基于I-TASSER和MODELLER对DS蛋白进行同源建模,并对蛋白模型去Clash优化得到最终的DS模型。模型显示DS蛋白包含两个α桶状结构区域,它们之间通过环状结构和3个较小的β结构连接在一起。蛋白活性位点的空腔结构处于两个大型结构域中间,即整个蛋白分子的中心区域。基于得到的DS蛋白三维结构,确定DS蛋白的活性催化位点为N端第488位的天冬氨酸Asp,它负责环化反应的第一步,给2,3-氧化鲨烯的环氧部分提供质子。Asp488由它三维空间结构临近的第489位和第568位的两个半胱氨酸Cys激活。Asp488,Cys489和Cys568这三个氨基酸在氧化鲨烯环化酶中展现出很强的保守性。此外,Trp421,Phe477,Trp538,Trp616,Tyr263,Tyr732起到稳定2,3-氧化鲨烯成环过程中底物折叠的作用。Cys264,Tyr268,Ile559是与底物进入催化活性位点的通道有关的活性位点。构建了达玛烯二醇合成酶基因DS的优化表达模块,与ERG1过表达模块一起整合到本实验室已有的酿酒酵母底盘W303TE的基因组rDNA位点上,得到产达玛烯二醇酵母工程菌WDS,达玛烯二醇产量为77.05 mg/L,且与W303TE相比达玛烯二醇前体物鲨烯的积累量减少了一半。在WDS基础上对MVA途径tHMGR、upc2.1、ERG1和ERG9过表达,通过多拷贝整合和强启动子表达强化了达玛烯二醇生产途径的前体供应,筛选得到达玛烯二醇酵母工程菌WDS-TU19。该菌株生长速率和发酵稳定期总菌体量优于W303TE和WDS,与底盘菌相比提前6小时到达稳定期,达玛烯二醇摇瓶发酵产量达到211.52 mg/L,与WDS相比提高到了2.7倍,同时解决了鲨烯在胞内的积累问题,胞内鲨烯含量仅为0.365 mgL。
其他文献
为探求云南省高速公路建设过程中弃渣场的土壤流失特征,以昆明—石林高速公路弃渣场为研究对象,在弃渣场边坡上布设观测小区进行了定位监测,分析了渣体粒径、降雨、堆渣坡度
目的:探讨喜树碱类衍生物与celecoxib联合用药的体外和体内的抗肿瘤作用及机制,同时观察celecoxib对CPT-11引起裸鼠腹泻的影响.方法:以MTT法检测结肠癌细胞系在联合应用celec
这里向读者介绍一则佛教寓言: 摸象 过去久远,是阎浮利地有王,名曰镜面,时敕使者:“令行我国界无眼人,悉将来至殿下。”使者受敕即行,将诸无眼人到殿下,以白王。王敕大臣:“
研究了铁炭微电解-混凝沉淀对于密度纤维板热磨废水的预处理效果。通过试验,得出处理该废水的组合工艺最佳条件为:调节废水初始pH值为3.0,进行铁炭微电解反应60min,然后调节pH值为
<正>2月28日,国台办联合多部门发布《关于促进两岸经济文化交流合作的若干措施》(以下简称《措施》)。江苏省一方面加大宣传力度,让广大台商台胞了解相关政策措施,另一方面借
采用液-液相分离的方法制备了聚乙烯醇共包埋活性炭和纳米TiO2的微球,并考察了其对模拟含铬废水的处理效果。试验结果表明:微球对废水中的Cr(Ⅳ)有较好的处理效果,且去除率随纳米T
对高泉流域不同治理阶段存在的问题及其治理目标和取得的成效进行了简要总结,并据此认为:黄土高原半干旱丘陵沟壑区的小流域治理,经生态建设、农业建设和经济建设3个阶段,可
随着医院信息系统的普及和规模的不断扩大,其间蕴藏的丰富信息却没有得到有效利用。对这些数据的挖掘可帮助医院改善医疗服务质量,发现医疗过程中的不透明现象,从而在各方面
目的:研究极度低氧下人胰腺癌细胞株PC-3中IAP-2袁达的变化,初步探讨其与HIF-1的相关机制.方法:PC-3细胞株分组孵育:常氧组,体积分数为20 mL/LO2/50 mL/LCO2/930 mL/LN2低氧