【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及基因工程與微生物發酵，尤其涉及一種基于解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系及其應用。
技術介紹
1、為了增強細胞內的nadph生產，已有幾種方法被探索，但每種方法都有其局限性。一種方法是使用化學合成的量子點，例如cdte。雖然這些量子點在捕獲光能以生成nadph方面非常有效，但它們的商業合成會增加生產成本，降低經濟效益。此外，這些量子點在細胞器內沒有特定定位，這進一步降低了nadph的生產效率。另一種方法是使用類似視紫紅質的色素來捕獲光能，但視紫紅質的穩定性和效率都不如量子點。此外，還可以通過使用木糖來推動細胞的氧化磷酸戊糖途徑，但這種方法需要木糖，這增加了成本，降低了整體經濟回報。
2、解脂耶氏酵母(yarrowia?lipolytica)是一種被廣泛用于商業脂質生產的gras(普遍認為安全)生物。然而，yarrowia?lipolytica中的脂質生產速率受到nadph供應不足的限制。nadph主要通過氧化磷酸戊糖途徑供給，這一途徑必不可少，導致了脂質/葡萄糖轉化率的降低。為了解決這一限制，光作為一種可再生能源，為nadph再生提供了一個有前景的途徑。量子點(qds)作為新興材料，具有高效捕獲光能并進行電子轉移的能力，使其成為在工業過程中增強nadph生產的理想選擇。因此，可以利用量子點(qds)作為出發點尋求一種新的提高解脂耶氏酵母的途徑。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的不足之處而提供一種基于解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系及其
2、為實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：
3、第一方面，本專利技術提供了一種基于解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，所述體系包括解脂耶氏酵母(yarrowia?lipolytica)、鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊，所述鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊通過亞克隆依次相連接，且位于所述解脂耶氏酵母細胞染色體上；所述重組解脂耶氏酵母中met25基因被敲除。
4、本專利技術通過基因工程的方式在解脂耶氏酵母細胞中敲除了met25基因，使酵母細胞能夠產生硫化氫，并重組了鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊，構建了光捕獲和電子轉移系統。基于此，可在酵母細胞內通過鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊使cd離子與其產生的硫化氫合成硫化鎘(cds)量子點，構成光捕獲系統，吸收光能，從而驅動鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊合成fnr促使nadph還原，從而提高解脂耶氏酵母的油脂生產能力。
5、作為第一方面的優選實施方式，所述酵母細胞為解脂耶氏酵母(yarrowialipolytica)po1fk-ad。
6、作為第一方面的優選實施方式，所述鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如seq?id?no:23所示的核苷酸序列。
7、作為第一方面的優選實施方式，所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如seq?id?no:25所示的核苷酸序列。
8、作為第一方面的優選實施方式，所述鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:1所示。
9、作為第一方面的優選實施方式，所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:2所示。
10、作為第一方面的優選實施方式，所述依次相連接的鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊為質粒purlp-met25ko-xp-cdsbp-sp1-24-fnr。
11、作為第一方面的優選實施方式，所述鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊還包括過氧化物酶體靶向信號肽編碼模塊；所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊還包括過氧化物酶體靶向信號肽編碼模塊。
12、本專利技術在酵母細胞的重組光捕獲和電子轉移系統的基礎上構建了靶向信號肽編碼模塊，該信號肽在解脂耶氏酵母內可以被牽引到過氧化物酶體，實現蛋白定位。本專利技術在鎘結合多肽cdsbp-sp1和fnr酶的c末端加上信號肽，可將硫化鎘量子點牽引到過氧化物酶體，縮短電子轉移的路徑，此外該信號肽可以將硫化鎘量子點定位至過氧化物酶體表表面，可以有效清除量子點光催化過程產生的過氧化氫毒性。
13、作為第一方面的優選實施方式，作為第一方面的優選實施方式，所述鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如seq?id?no:24所示的核苷酸序列。
14、作為第一方面的優選實施方式，所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如seq?id?no:26所示的核苷酸序列。
15、作為第一方面的優選實施方式，所述鎘結合多肽(cdsbp-sp1)生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:3所示。
16、作為第一方面的優選實施方式，所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶(fnr)生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:4所示。
17、作為第一方面的優選實施方式，所述相連接的鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊為質粒purlp-met25ko-xp-cdsbp-sp1(skl)-24-fnr(skl)。
18、第二方面，本專利技術還提供第一方面所述的重組解脂耶氏酵母(yarrowialipolytica)在生產油脂中的應用。
19、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：本專利技術利用yarrowia?lipolytica的硫代謝，通過在酵母細胞內重組鎘結合多肽cdsbp-sp1和fnr基因構建了光捕獲和電子轉移系統，本專利技術中的光捕獲系統為硫基量子點，例如cds，能直接捕獲光能，通過fnr基因電子轉移系統再生nadph，提高解脂耶氏酵母中的脂質產量。本專利技術還構建了過氧化物酶體靶向信號肽，該信號肽由蛋白質c末端的三個氨基酸(skl)組成。這個信號肽在解脂耶氏酵母內可以被牽引到過氧化物酶體，實現蛋白定位。本專利技術在鎘結合多肽cdsbp-sp1和fnr的c末端加上信號肽，縮短電子轉移的路徑。
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1.一種基于解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述體系包括解脂耶氏酵母(Yarrowia?lipolytica)、鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊，所述鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊通過亞克隆依次相連接，且位于所述解脂耶氏酵母細胞染色體上；所述重組解脂耶氏酵母中Met25基因被敲除。
2.如權利要求1所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如SEQ?ID?No:23所示的核苷酸序列；所述鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊為能編碼氨基酸如SEQ?ID?No:25所示的核苷酸序列。
3.如權利要求2所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊的核苷酸序列如SEQ?ID?No:1所示；所述鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊的核苷酸序列如SEQ?ID?No:2所示。
4.如權利要求1所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述亞克隆依次相連接的鎘結
5.如權利要求1所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊還包括過氧化物酶體靶向信號肽編碼模塊；所述鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊還包括過氧化物酶體靶向信號肽編碼模塊。
6.如權利要求5所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如SEQ?ID?No:24所示的核苷酸序列；所述鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如SEQ?ID?No:26所示的核苷酸序列。
7.如權利要求6所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊的核苷酸序列如SEQ?ID?No:3所示；所述鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊的核苷酸序列如SEQ?ID?No:4所示。
8.如權利要求5所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述亞克隆依次相連接的包括過氧化物酶體靶向信號肽編碼模塊的鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白NADP(+)還原酶生物合成模塊為質粒pUrlp-Met25KO-XP-CdSBP-SP1(SKL)-24-FNR(SKL)。
9.如權利要求1-8任一項所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系在生產油脂中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種基于解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述體系包括解脂耶氏酵母(yarrowia?lipolytica)、鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊，所述鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊通過亞克隆依次相連接，且位于所述解脂耶氏酵母細胞染色體上；所述重組解脂耶氏酵母中met25基因被敲除。
2.如權利要求1所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊為能編碼氨基酸序列如seq?id?no:23所示的核苷酸序列；所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊為能編碼氨基酸如seq?id?no:25所示的核苷酸序列。
3.如權利要求2所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述鎘結合多肽生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:1所示；所述鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊的核苷酸序列如seq?id?no:2所示。
4.如權利要求1所述的解脂耶氏酵母硫代謝的光-酶催化體系，其特征在于，所述亞克隆依次相連接的鎘結合多肽生物合成模塊和鐵氧還蛋白nadp(+)還原酶生物合成模塊為質粒purlp-met25ko-xp-cdsbp-sp1-24-fnr。
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