大肠杆菌合成启动子的构建及在顺,顺-粘康酸生物合成中的应用

启动子是基因表达调控的重要元件。在代谢工程和合成生物学研究中，经常需要利用不同强度的启动子对代谢途径进行精细调控，来实现代谢平衡，降低中间产物积累，提高目标产物合成。然而目前可获得的启动子难以满足以上要求，而且不同来源的启动子通用性差，缺乏标准化。针对这些问题，设计了1条88个碱基对的启动子，包含典型的?35区、?10区以及核糖体结合区。同时，在转录起始位点上游6个碱基、?35与?10区间隔区14个碱基对中引入简并序列，构建了合成启动子文库。利用合成启动子控制红色荧光蛋白mcherry的表达强度，经过两轮筛选，从5000多个克隆中获得了720个不同强度的启动子。随机挑选35条不同强度的启动子进行测序分析，结果表明不同强度的启动子具有碱基偏好性。对于强启动子，?13位点嘌呤碱基出现频率高，转录起始区除?4位点外，嘧啶碱基出现的频率高于嘌呤碱基，而?10区与?35区间14个位点的嘌呤碱基与嘧啶碱基出现频率大致相当。最后选取5条不同强度启动子应用于顺,顺-粘康酸合成途径调控优化，结果显示不同强度的启动子可以调节目标产物顺,顺-粘康酸的合成和中间产物儿茶酚的积累。