[發明專利]用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞和方法

在審

• 申請號: 201711244898.7
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108004193A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 占紀勛
• 申請（專利權）人: 杭州唯鉑萊生物科技有限公司
• 主分類號: C12N1/21
• 分類號: C12N1/21;C12N1/19;C12N15/11;C12P7/22;C12R1/19;C12R1/84;C12R1/865
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本發明涉及生物工程技術領域，具體涉及一種用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞和方法。所述宿主細胞包含以下核酸組合：EmoA和ACTE1；或者包含EmoA、ACTE1和ACC1；或者包含EmoA、ACTE1和TpcK；或者包含EmoA、ACTE1和HYP3；或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和TpcK；或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和HYP3。用于合成大黃素的方法包括以下步驟：構建及培養宿主細胞，并誘導工程改造的宿主細胞進行上述任意一組核酸組合的表達；對大黃素進行收集和分離純化。本發明用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞和方法，可實現低成本高效率獲取大黃素。

技術領域

本發明涉及生物工程技術領域，具體涉及一種用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞和方法。更具體的，本發明涉及工程改造的宿主細胞和用于使用所述工程改造的宿主細胞微生物生物合成大黃素的方法。

背景技術

大黃素主要存在于蓼科植物掌葉大黃（Rheum palmatum L.）、虎杖（Polygonum cuspidatum）、何首烏（Fallopia multiflora）等植物的干燥的根、莖和葉中。大黃素為蒽醌類天然色素化合物，具有抗菌、抗炎、保護肝腎、利膽、促進胃腸蠕動、擴張血管及利尿等多種作用。大黃素主要通過調控炎癥細胞因子，尤其是NF-кB活化達到抗炎效果，并且對人中性粒細胞無明顯毒害作用。大黃素還可以減少腎小管對Na+的重吸收，使尿鈉明顯增多，從而起到利尿的效果。大黃素對腸道運動具有雙向調節作用，可達到調節性治療腸麻痹和腸痙攣的效果。研究結果顯示，大黃素能使血清透明質酸及層黏連蛋白顯著降低，肝組織膠原蛋白含量明顯減少，肝組織纖維化程度明顯改善，肝細胞損傷減輕，為臨床治療急性肝炎提供了重要的藥理依據。大黃素還表現出能夠抑制癌細胞的DNA、RNA和蛋白質的生物合成，抑制癌細胞的氧化脫氫，從而達到抗腫瘤的效果。

大黃素已被確認可用于治療Ⅱ型糖尿病。

盡管大黃素擁有諸多功效作用，目前獲取大黃素的方式仍局限于從天然植物中提取，一方面種植時間長、含量低、提煉工藝復雜，另一方面名貴中草藥的養成受到環境等諸多復雜因素影響，而過度開采則會造成生態破壞。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞，實現低成本高效率獲取大黃素。

本發明的另一目的在于提供一種使用工程改造的宿主細胞微生物生物合成大黃素的方法，該方法成本低，工藝簡單且生產效率高。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種用于合成大黃素的工程改造的宿主細胞，所述宿主細胞包含以下核酸組合：

EmoA和ACTE1；

或者包含EmoA、ACTE1和ACC1；

或者包含EmoA、ACTE1和TpcK；

或者包含EmoA、ACTE1和HYP3；

或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和TpcK；

或者包含EmoA、ACTE1、ACC1和HYP3。

其中，EmoA(EmoA)是一類能夠用于合成蒽醌類化合物，特別是大黃素的非還原性核酮糖聚合酶及其序列。

其中，ACTE1(ACTE1)是一種硫酯酶，特別是能夠用于蒽醌類化合物合成的金屬-β-內酰胺酶類型的硫酯酶及其序列。

其中，TpcK(TpcK)/HYP3(HYP3)是指一類脫羧酶及其序列。