[發明專利]一種用于生產香紫蘇二醇的菌株組合、應用及生產香紫蘇二醇的方法

有效

• 申請號: 202011294167.5
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112574897B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 于洪巍;葉麗丹;何霓
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N1/19
• 分類號: C12N1/19;C12N1/14;C12N15/81;C12P39/00;C12P7/02;C12R1/865;C12R1/645
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 沈金龍

本發明公開了一種用于生產香紫蘇二醇的菌株組合、應用及生產香紫蘇二醇的方法。一種用于生產香紫蘇二醇的菌株組合，由釀酒酵母工程菌和保藏號為ATCC 20624的真菌組成，所述釀酒酵母工程菌中外源表達焦磷酸賴百當烯二醇酯合酶和香紫蘇醇合酶。本發明與現有技術相比其顯著優點是：1、酵母自身代謝途徑可以提供合成香紫蘇醇的前體GGPP，通過引入兩個外源基因即可實現香紫蘇醇的微生物合成法，為生產香紫蘇二醇提供原料。2、在共培養體系中，真菌ATCC 20624以酵母產生的香紫蘇醇為底物，將其轉化為香紫蘇二醇，因此可以實現香紫蘇二醇的從頭生物合成。3、真菌ATCC 20624對香紫蘇醇的轉化，能夠進一步促進酵母生產香紫蘇醇。

技術領域

本發明涉及合成生物學技術領域，特別是涉及一種用于生產香紫蘇二醇的菌株組合、應用及生產香紫蘇二醇的方法。

背景技術

香紫蘇二醇(Sclareol glycol)是合成(-)-降龍涎醚((-)-ambrox)的重要中間體。降龍涎醚被認為是天然動物香料龍涎香的氣味原型，具有一種獨特的溫和、細膩、令人愉悅的麝香性動物香韻，最能體現龍涎香特征。目前，(-)-降龍涎醚的工業生產方法主要是以香紫蘇醇為原料的半合成路線，從植物香紫蘇(Salvia sclarea)中提取得到的香紫蘇醇(Sclareol)具有和(-)-降龍涎醚相似的碳原子骨架。通過氧化劑進行香紫蘇醇側鏈的氧化生成香紫蘇內酯(sclareolide)，然后經還原制得香紫蘇二醇,最后在酸性條件下，脫水環化生成(-)-降龍涎醚。這個合成路線存在的主要問題包括：以香紫蘇為原料獲得香紫蘇醇需要經過提取、純化等步驟且香紫蘇生長周期長、受環境因素影響大；現階段的化學合成法或路線長，或合成過程需要昂貴的試劑，或部分工藝存在三廢問題(Moulines J,Jean-PaulBats,Anne-Marie Lamidey,et al.About a Practical Synthesis of Ambrox fromSclareol:a New Preparation of a Ketone Key Intermediate and a Close Look atits Baeyer–Villiger Oxidation[J].ChemInform,2005,36(87):2695-2705.)；此外，(-)-降龍涎醚作為調香劑和定香劑，可以替代天然龍涎香，應用于高端香水和香煙中，由化學方法生產的(-)-降龍涎醚可能存在化學雜質殘留而影響香氣特征及其應用的安全性。

近年來，生物法生產降龍涎醚中間化合物引起了人們的重視。瑞典科研人員(Schalk M,Pastore L,Mirata M A,et al.Toward a biosynthetic route to sclareoland amber odorants.[J].Journal of the American Chemical Society,2012,134(46):18900-3.)發現了南歐丹參(Salvia sclarea)中合成香紫蘇醇的兩個關鍵酶，焦磷酸賴百當烯二醇酯合酶(SsLPPs3)和香紫蘇醇合酶(SsTPs1132)，分別催化香葉基香葉基焦磷酸(GGPP)生成焦磷酸賴百當烯二醇酯(LPP)及LPP生成香紫蘇醇的反應，并以大腸桿菌為宿主構建了香紫蘇醇的生物合成途徑，結合高密度發酵技術，香紫蘇醇的產量達到1.5g/L。Farbood MI等發現Cryptococcus albidus以香紫蘇醇為底物發酵可將其轉化為香紫蘇內酯(Farbood M I,Morris J A,Downey A E.Process for producing diol and lactoneand microorganisms capable of same[J].1990.)，而Hyphozyma roseonigra ATCC20624則能夠將香紫蘇醇降解為降龍涎二醇(Farbood M I,Willis B J.Process forproducing diol and furan and microorganism capable of same:US 1989.)。但是，目前還沒有直接以葡萄糖為碳源，通過生物法生產香紫蘇二醇的相關研究。

發明內容