[發(fā)明專利]一種產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞及其構(gòu)建方法與應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211543945.9
• 申請(qǐng)日: 2022-12-03
• 公開（公告）號(hào): CN116024111A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅小舟;張?jiān)曝S
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;森瑞斯生物科技（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): C12N1/19
• 分類號(hào): C12N1/19;C12P7/22;C12N15/54;C12N15/52;C12N15/81;C12R1/865
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 全萬志

本申請(qǐng)涉及合成生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。一種產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞包括宿主細(xì)胞，宿主細(xì)胞包括牻牛兒焦磷酸的合成途徑、橄欖醇的合成途徑和異戊烯基轉(zhuǎn)移酶突變體。構(gòu)建方法為：以產(chǎn)牻牛兒焦磷酸的宿主細(xì)胞yCAN10為基礎(chǔ)，構(gòu)建橄欖醇的合成途徑，形成yCG02；在yCG02整合橄欖醇合成酶OLS的拷貝基因，得yCG03；在yCG03整合乙酰輔酶A羧化酶突變體ACC1(S659A,S1157A)，得yCG04；在yCG04整合異戊烯基轉(zhuǎn)移酶突變體，得yCG05，即產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞。應(yīng)用為從碳源生產(chǎn)大麻萜酚，緩解了當(dāng)前市場(chǎng)上大麻萜酚資源缺口較大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及合成生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，它涉及一種產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

大麻萜酚（Cannabigerol，簡(jiǎn)稱CBG）是一種不具有精神活性的大麻素，在大多數(shù)大麻植物中都以微量存在，常見株種中含量不到1%，因其與人體內(nèi)的G蛋白偶聯(lián)受體CB1和CB2結(jié)合后，具有諸如抗腫瘤、抗炎癥、抗氧化、保護(hù)神經(jīng)、免疫調(diào)節(jié)及治療癌癥等功能而備受關(guān)注。同時(shí)，CBG還對(duì)甲氧西林耐藥性的金黃色葡萄菌有殺菌效果。隨著CBG在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中的開發(fā)和利用，CBG已在生物醫(yī)藥領(lǐng)域中開始嶄露頭角，據(jù)預(yù)測(cè)相關(guān)CBG到2030年的產(chǎn)值預(yù)計(jì)達(dá)到千億美元，被稱為“大麻素中的愛馬仕”。

由于大麻素的化學(xué)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜和存在同分異構(gòu)體，難以采用化學(xué)法合成，目前常用制備大麻萜酚的方法仍然是通過大麻植物提取，主要是通過天然的合成產(chǎn)物大麻萜酚酸經(jīng)過脫羧后得到，即在大麻植物的腺毛的基盤細(xì)胞中，液泡中聚酮化合物途徑利用脂肪酸合成二羥基戊苯酸，質(zhì)體中的甲羥戊酸途徑利用乙酰基輔酶A合成牻牛兒焦磷酸。進(jìn)一步，香葉基轉(zhuǎn)移酶將二羥基戊苯酸和牻牛兒焦磷酸縮合形成大麻萜酚酸；最終大麻萜酚酸作為大麻素衍生物的前體在分泌囊中被大麻酸合成酶催化產(chǎn)生大麻素產(chǎn)物，然而大麻萜酚酸在大麻植物體內(nèi)含量極少，還存在大麻植物培養(yǎng)周期長(zhǎng)、制備效率低、制備成本高、終產(chǎn)品純度低且浪費(fèi)生物質(zhì)資源等問題。

因此相關(guān)技術(shù)中提出了一種從微生物培養(yǎng)或無細(xì)胞體系培養(yǎng)產(chǎn)大麻萜酚酸，再經(jīng)過加熱脫羧也可以獲得大麻萜酚的方法。

然而上述相關(guān)技術(shù)存在以下缺點(diǎn)：微生物細(xì)胞及無細(xì)胞體系產(chǎn)大麻萜酚酸的成本非常高，同時(shí)，利用加熱方式將大麻萜酚酸脫羧產(chǎn)大麻萜酚具有產(chǎn)率低、副產(chǎn)物多的附帶問題，因此，當(dāng)前市場(chǎng)上大麻萜酚資源缺口較大，利用合成生物學(xué)技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)新的微生物細(xì)胞，無需經(jīng)過大麻萜酚酸脫羧即可合成大麻萜酚，具有重要的研究和應(yīng)用意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了緩解當(dāng)前市場(chǎng)上大麻萜酚資源缺口較大的問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞及其構(gòu)建方法與應(yīng)用。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N產(chǎn)大麻萜酚的微生物細(xì)胞，包括宿主細(xì)胞，宿主細(xì)胞包括牻牛兒焦磷酸的合成途徑、橄欖醇的合成途徑和異戊烯基轉(zhuǎn)移酶突變體。

通過采用上述技術(shù)方案，在宿主細(xì)胞內(nèi)引入牻牛兒焦磷酸的合成途徑、橄欖醇的合成途徑，以牻牛兒焦磷酸和橄欖醇作為底物，引入異戊烯基轉(zhuǎn)移酶突變體將二者縮合產(chǎn)生大麻萜酚，構(gòu)成了一種新的微生物細(xì)胞，無需經(jīng)過大麻萜酚酸脫羧即可合成大麻萜酚，緩解了當(dāng)前市場(chǎng)上大麻萜酚資源缺口較大的問題。

可選的，所述宿主細(xì)胞為釀酒酵母（ S.?cerevisiae）、解脂耶氏酵母（ Y.?lipolitica）、畢赤酵母（ P.?pastoris）、黑曲霉（ Aspergillus?niger）和大腸桿菌（ E.?coli）的中一種。