构建酿酒酵母细胞工厂生产番茄红素

为构建高效生产番茄红素的酿酒酵母细胞工厂，本研究首先在酿酒酵母中引入番茄红素生物合成途径基因CrtB和CrtI，获得能生产0.17mg·L-1番茄红素的初始工程菌ZD-L-000。在此基础上，在工程菌ZD-L-000中分别过表达MVA途径中的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶编码基因tHMG1、萜类合成调控的转录因子编码基因upc2.1、二萜生物合成的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶与法呢基焦磷酸合酶编码基因BTS1-ERG20，以及来自嗜酸热硫化叶菌的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶编码基因SaGGPS，考察这些基因过表达对番茄红素合成的影响，结果发现过表达upc2.1基因未能提高番茄红素的产量，但过表达tHMG1、BTS1-EGR20和SaGGPS基因均能显著提高番茄红素的产量，分别为初始菌株的2.0，16.9和20.5倍。在进一步研究中，tHMG1、BTS1-EGR20和SaGGPS等有效基因被一同整合入工程菌ZD-L-000，获得的高产菌株ZD-L-201中番茄红素的产量提高77.0倍，达到13.23mg·L-1；在高密度-两相发酵体系中工程菌ZD-L-201的番茄红素产量能进一步提高到135.21mg·L-1（提高10.2倍）。本研究获得的工程菌为微生物发酵法生产番茄红素提供了基础。