β-胡萝卜素在食品、药品和化妆品领域有广泛用途。为获得生产β-胡萝卜素的微生物细胞工厂,本研究首先在酿酒酵母BY4742中过表达甲羟戊酸（MVA）途径的限速酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶（HMGR）基因及二萜化合物合成的关键酶牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶（GGPS）基因,来提高牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸（GGPP）的供给。在酿酒酵母底盘菌BY4742-T2的基础上整合来源于成团泛菌和红法夫酵母的β-胡萝卜素合成基因,比较酿酒酵母工程菌生产β-胡萝卜素的差别。结果表明提高酿酒酵母中HMGR和GGPS酶基因的表达能将工程菌中β-胡萝卜素的产量提高26.0倍。另外,来源于真核生物红法夫酵母的合成基因相比成团泛菌,更有利于酿酒酵母生产β-胡萝卜素。最终获得的酿酒酵母工程菌BW02能生产1.56 mg/g细胞干重的β-胡萝卜素,为进一步获得高产β-胡萝卜素细胞工厂提供基础。
葡萄糖二酸是一种具有重要生物功能的有机酸,为了实现微生物合成葡萄糖二酸的高效生产,异源表达来源于小鼠基因组的MIOX基因及Pseudomonas putida KT2440的udh基因,在毕赤酵母中构建葡萄糖二酸合成途径,实现了葡萄糖二酸的生成。通过在摇瓶水平进行优化,确定了最适碳源为葡萄糖(初始质量浓度60 g/L最优),最适初始pH为5.5,最优接种龄为24 h,最适接种体积分数为25%,重组毕赤酵母生成的葡萄糖二酸产量从最初的(566.36±16.98) mg/L提高至(967.60±3.90) mg/L。在此基础上,重组毕赤酵母在3 L发酵罐中放大培养,葡萄糖二酸的产量达到了(2.60±0.04) g/L。
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