[發明專利]一種調控熱帶假絲酵母的長鏈脂肪酸轉運的基因及其應用

有效

• 申請號: 201611218540.2
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106754979B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 王瑞明;石瑩;汪俊卿;楊曉慧;程成;彭健;修翔
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: C12N15/31
• 分類號: C12N15/31;C07K14/40;C12P7/44;C12R1/74
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 朱家富

本發明涉及一種調控熱帶假絲酵母的長鏈脂肪酸轉運的基因及其應用。所述調控熱帶假絲酵母的長鏈脂肪酸轉運的基因fat1p，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。所述長鏈脂肪酸轉運蛋白Fat1p，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發明首次發現熱帶假絲酵母中的長鏈脂肪酸轉運蛋白基因fat1p為長鏈脂肪酸的跨膜轉運過程中的關鍵基因，其表達可以促進長鏈脂肪酸由胞外到胞內的跨膜轉運，為以油脂為原料實現新途徑合成長鏈二元酸打下基礎。

技術領域

本發明涉及一種調控熱帶假絲酵母的長鏈脂肪酸轉運的基因及其應用，屬于生物工程技術領域。

背景技術

長鏈二元酸一般是指碳鏈中含有10個以上碳原子的直鏈脂肪族二元羧酸。該產品具有較高的工業應用價值，可以用于合成特種尼龍、高級麝香、粘合劑、熱熔膠、醫藥、農藥等重要的化工中間體。目前國內外生產長鏈二元酸主要有2種方法：化學法和發酵法。與微生物發酵法相比，化學法生產長鏈二元酸條件苛刻、工藝復雜、不夠環保，且產品質量差，因此眾多研究者將目標轉向有廣闊發展前景、工業價值大的微生物發酵上來。微生物發酵法是以正構烷烴為原料，利用熱帶假絲酵母菌(Candida tropicalis)的氧化性能，在常溫常壓下氧化正構烷烴兩端的甲基，生成基質烷烴相應鏈長的二元酸。國內已經實現了以烷烴為底物發酵生產長碳鏈二元酸的產業化，生物法制備得到十一至十四碳二元酸已投放市場。如中國專利文獻CN1570124A(申請號2004100182557)、中國專利文獻CN1844404A(申請號CN200610038331X)、中國專利文獻CN101225411A(申請號2007101958427)、中國專利文獻CN102115769A(申請號2009102565907)、中國專利文獻CN102115768A(申請號2009102565890)、中國專利文獻CN102115766A(申請號2009102565871)、中國專利文獻CN102115765A(申請號2009102565867)、中國專利文獻CN102061316A(申請號2010101603101)和中國專利文獻CN103805642A(申請號2012104397995)等。

目前微生物發酵法生產長鏈二元酸的技術特別是微生物育種方面日趨成熟，如中國專利文獻CN105400796A(申請號201511003830)則公開了一種熱帶假絲酵母定位于過氧化物酶體膜上的長鏈脂肪酸轉運蛋白基因pxa1p，并通過基因工程阻斷該基因的合成實現長鏈二元酸產量的提升。中國專利文獻CN103992959A(申請號2014101755564)通過增加一個拷貝的CYP單加氧酶基因提高熱帶假絲酵母長鏈二元酸的產率，中國專利文獻CN102839133A(申請號CN201110168672X)則菌種誘變育種篩選到一株pox4基因、fao基因和CYP52A18基因的突變株，突變株對不同碳鏈長度的烷烴、脂肪酸等物質具有很高的轉化性能。但隨著石油資源的枯竭，以烷烴為原料生產長鏈二元酸面臨日益嚴重的成本壓力和原料壓力。因此，尋找可再生的、廉價的烷烴替代品作為原料，成為長碳鏈二元酸產業所面臨的重大挑戰。采用油脂為原料生產長鏈二元酸，可以大大降低原料成本，與國外化學合成法、國內利用石油生物發酵生產二元酸相比，節省了能源類原料，預計生產成本下降20％以上。雖然以油脂為原料生產長鏈二元酸能夠有效節約成本，并且為油脂特別是回收油脂的資源化利用開辟了一條新途徑，但由于目前長鏈二元酸生產菌株均利用烷烴為底物進行發酵，而對油脂的吸收和利用效率較低，因而尋找新的途徑提高熱帶假絲酵母吸收油脂的效率勢在必行。

在酵母的生活周期中，油脂需要在胞外環境中被脂肪酶分解為甘油和脂肪酸后才能被細胞吸收利用，而目前對酵母吸收轉運脂肪酸的詳盡機制還不十分明確。Stahl(2004)提出，在釀酒酵母中FAT/CD36可能把長鏈脂肪酸(long chain fatty acids,LCFAs)傳遞給FATP轉運進入細胞。進入細胞的LCFAs被FATP激活形成乙酰CoA，然后與細胞質結合蛋白(acyl-coenzyme A-binding protein,ACBP)結合，參與甘油三酯的合成。其它LCFAs和細胞質結合蛋白或FABP結合，轉運至細胞內代謝需要的位點(Pohl等，2004)，而在熱帶假絲酵母中尚未有相關轉運蛋白被報道。