雌马酚酵母工程菌株构建及性能研究

Abstract

雌马酚属于一种天然的选择性雌激素受体调节剂，稳定性和生物学活性高。化学法合成雌马酚过程复杂，副产物多，而天然大豆异黄酮转化微生物的培养条件苛刻，生物安全性不好。迄今为止，尚未见高效转化大豆异黄酮生产雌马酚的生物过程。本论文拟以酿酒酵母为宿主，构建雌马酚工程菌株，并研究其生产性能。采用模块途径工程策略，将雌马酚合成3个关键酶，四氢大豆苷元还原酶、二氢大豆苷元还原酶和大豆苷元还原酶的人工合成基因表达盒组装到载体pYX212上，转化酿酒酵母BY4741，得到工程菌株YX-D0，经反转录PCR验证表明外源基因转录正常。研究不同条件下工程菌株YX-D0细胞转化合成雌马酚的性能，发现其不能将大豆异黄转化为雌马酚，但可将二氢大豆苷元转化为雌马酚。分别构建了带有组氨酸标签的大豆苷元还原酶（ORF-3）的原核与真核微生物表达载体，成功转化大肠杆菌Rosetta 2 (DE3) 和酿酒酵母BY4741，得到工程菌株RD0和DD0。发现原核工程菌株RD0能有效表达ORF-3，在厌氧和好氧条件下均具有将大豆异黄酮转化为二氢大豆苷元的生物活性。为构建从头合成雌马酚的微生物细胞工厂提供了重要科学参考