用于稳定乙酰-辅酶a衍生化合物生成的方法_2

文档序号:8227261阅读:来源:国知局
性启动子包含选自下组的序列:pMALl(SEQ ID N0:12), pMAL2(SEQ ID NO: 13), pMALll(SEQ ID NO: 14), pMAL12(SEQ ID NO: 15), pMAL31(SEQ ID N0:16)和pMAL32(SEQ ID N0:17)。在一些实施方案中,该麦芽糖响应性启动子序列包含 pMAL32(SEQ ID NO :17)。
[0030] 在一些实施方案中,步骤(a)的培养基包含至少0. 1% (w/v)麦芽糖。在一些实施 方案中,步骤(a)的培养基包含0.25%至3% (w/v)麦芽糖。在一些实施方案中,步骤(b) 的培养基包含不超过0.08% (w/v)麦芽糖。在一些实施方案中,由该群经遗传修饰的宿主 细胞在步骤(b)的培养期间生成的异源非异化化合物与该酶促途径的一种或多种酶的表 达不受该麦芽糖响应性启动子的活性限制的发酵工艺中实现的异源非异化化合物相比改 善。
[0031 ] 本文中还提供的是一种用于在经遗传修饰的宿主细胞中生成异源类异戊二烯的 方法,该方法包括:
[0032] (a)在包含碳源(包含麦芽糖)的培养基中培养一群经遗传修饰的宿主细胞,其中 该宿主细胞包含:
[0033] (i)编码甲羟戊酸(MEV)途径的一种或多种酶的一种或多种异源核酸,其各自与 选自下组的Gal4p响应性启动子可操作连接:pGALl,pGAL7和pGALlO ;
[0034] (ii)编码Gal4p的核酸;和
[0035] (iii)编码Gal80p的核酸,其与麦芽糖响应性启动子可操作连接;
[0036] 其中该培养基中的麦芽糖限制由该宿主细胞生成的异源类异戊二烯的量;并
[0037] (b)在包含碳源的培养基中培养所述群或其亚群,其中麦芽糖缺失或处于足够低 的量,使得该麦芽糖响应性启动子不再有活性,且该宿主细胞的异源非异化化合物生成升 尚。
[0038] 在一些实施方案中,本文所述方法的步骤(a)期间的非异化化合物生成小于步骤 (b)期间的非异化化合物生成的50,40,30,20或10%。在一些实施方案中,步骤(a)的培 养为一段至少12, 24, 36,48,60, 72,84,96或超过96小时。在一些实施方案中,步骤(a)的 培养为足以使所述群达到介于0.01和400之间的细胞密度(0D_)的时间段。在一些实施 方案中,步骤(b)的培养为一段3至20天。在一些实施方案中,该非异化化合物生成是在 产率(克生成的非异化化合物每克碳底物)或生产率(克生成的非异化化合物每升培养基 每小时)方面测量的。在一些实施方案中,该方法进一步包括回收该非异化化合物。
[0039] 另一方面,本文中提供的是通过本文所述发酵方法生成的发酵组合物。在一些实 施方案中,该发酵组合物在包含碳源的培养基中包含一群经遗传修饰的宿主细胞,其中该 宿主细胞包含编码用于生成该异源非异化化合物的酶促途径的一种或多种酶的一种或多 种异源核酸,其中该一种或多种酶的表达受微好氧响应性启动子的活性正调节。在一些实 施方案中,该微好氧响应性启动子与该编码酶促途径的一种或多种酶的一种或多种异源核 酸可操作连接,其中该酶促途径的一种或多种酶的表达在微好氧发酵条件下升高。在一些 实施方案中,该微好氧响应性启动子与编码转录调节物的异源核酸可操作连接,该转录调 节物正调节该编码酶促途径的一种或多种酶的一种或多种异源核酸的表达,其中该转录调 节物的表达在微好氧发酵条件下升高。在一些实施方案中,该转录调节物为Gal4p,且该编 码酶促途径的一种或多种酶的一种或多种异源核酸各自与选自下组的Gal4p响应性启动 子可操作连接:pGALl,pGAL7和pGALlO。
[0040] 在一些实施方案中,该发酵组合物在包含碳源的培养基中包含一群经遗传修饰的 宿主细胞,其中该宿主细胞包含:(a)编码甲羟戊酸(MEV)途径的一种或多种酶的一种或多 种异源核酸,其各自与Gal4p响应性启动子可操作连接;和(b)编码Gal4p的核酸,其与微 好氧响应性启动子可操作连接。在一些实施方案中,该宿主细胞进一步包含Gal80p的功能 性破坏。在一些实施方案中,该微好氧响应性启动子为突变型DAN1启动子。在一些实施方 案中,该突变型DAN1启动子包含选自下组的序列:SEQ ID勵:1,2,3,4,5,6,7,8,9和10。 在一些实施方案中,该突变型DAN1启动子序列包含SEQ ID NO :1。在一些实施方案中,该 突变型DAN1启动子序列包含SEQ ID NO :2。在一些实施方案中,该培养基包含100%的溶 解氧浓度。在一些实施方案中,该培养基包含小于约20%,小于约15%,小于约10%,或小 于约5%的溶解氧浓度。在一些实施方案中,该培养基包含约0%的溶解氧浓度。
[0041] 在一些实施方案中,该发酵组合物在包含碳源的培养基中包含一群经遗传修饰的 宿主细胞,其中该宿主细胞包含编码用于生成该异源非异化化合物的酶促途径的一种或多 种酶的一种或多种异源核酸,其中该一种或多种酶的表达受麦芽糖响应性启动子的活性正 调节。在一些实施方案中,该麦芽糖响应性启动子与该编码酶促途径的一种或多种酶的一 种或多种异源核酸可操作连接,其中该酶促途径的一种或多种酶的表达在麦芽糖存在下降 低。在一些实施方案中,该麦芽糖响应性启动子与编码转录调节物的异源核酸可操作连接, 该转录调节物负调节该编码酶促途径的一种或多种酶的一种或多种异源核酸的表达,其中 该转录调节物的表达在麦芽糖存在下升高。在一些实施方案中,该转录调节物为Gal80p,该 宿主细胞进一步包含Gal4p,且该编码酶促途径的一种或多种酶的一种或多种异源核酸各 自与选自下组的Gal4p响应性启动子可操作连接:pGALl,pGAL7和pGALlO。
[0042] 在一些实施方案中,该发酵组合物在包含碳源的培养基中包含一群经遗传修饰的 宿主细胞,其中该宿主细胞包含:(a)编码甲羟戊酸(MEV)途径的一种或多种酶的一种或多 种异源核酸,其各自与Gal4p响应性启动子可操作连接;(b)编码Gal4p的核酸;和(c)编码 Gal80p的核酸,其与麦芽糖响应性启动子可操作连接。在一些实施方案中,该麦芽糖响应 性启动子包含选自下组的序列:pMALl(SEQ ID N0:12),pMAL2(SEQ ID N0:13),pMALll(SEQ ID N0:14),pMAL12(SEQ ID N0:15),pMAL31(SEQ ID N0:16)和 pMAL32(SEQ ID N0:17)。 在一些实施方案中,该麦芽糖响应性启动子序列包含PMAL32 (SEQ ID NO: 17)。在一些实施 方案中,该培养基包含至少〇. 1% (w/v)麦芽糖。在一些实施方案中,该培养基包含0.25 % 至3% (w/v)麦芽糖。在一些实施方案中,该培养基包含不超过0.08%麦芽糖。
[0043] 在一些实施方案中,该宿主细胞选自下组:真菌细胞,细菌细胞,植物细胞,和动物 细胞。在一些实施方案中,该宿主细胞为酵母细胞。在一些实施方案中,该非异化化合物选 自下组:氨基酸,脂肪酸,类异戊二烯,和聚酮。
[0044] 在一些实施方案中,该宿主细胞能够生成类异戊二烯且包含至少一种编码选自下 组的类异戊二烯途径酶的异源核酸:(a)缩合两分子乙酰-辅酶A以形成乙酰乙酰-CoA 的酶;(b)缩合乙酰乙酰-CoA与另一分子乙酰-CoA以形成3-羟基-3-甲基戊二酰 基-CoA(HMG-CoA)的酶;(c)将HMG-CoA转变成甲羟戊酸的酶;(d)将甲羟戊酸转变成甲羟 戊酸5-磷酸的酶;(e)将甲羟戊酸5-磷酸转变成甲羟戊酸5-焦磷酸的酶;(f)将甲羟戊酸 5_焦磷酸转变成IPP的酶;(g)将IPP转变成DMAPP的酶;(h)能缩合IPP和/或DMAPP分 子以形成含超过五个碳的聚异戊二烯化合物的聚异戊二烯合酶;(i)缩合IPP与DMAPP以 形成GPP的酶;(j)缩合两分子IPP与一分子DMAPP的酶;(k)缩合IPP与GPP以形成FPP 的酶;⑴缩合IPP和DMAPP以形成GGPP的酶;和(m)缩合IPP和FPP以形成GGPP的酶。
[0045] 在一些实施方案中,该宿主细胞进一步包含编码选自下组的修饰聚异戊二烯的酶 的异源核酸:牦牛儿醇(geraniol)合酶,芳樟醇(linalool)合酶,朽 1檬稀(limonene)合 酶,香叶稀(myrcene)合酶,罗勒稀(ocimene)合酶,a-薇稀(a-pinene)合酶,0-薇稀 (|3-pinene)合酶,香桧稀(sabinene)合酶,y-猫品稀(y-terpinene)合酶,猫品油稀 (terpinolene)合酶,紫糖槐双稀(amorphadiene)合酶,a -法呢稀(a -farnesene)合酶, 法呢稀(|3-farnesene)合酶,法呢醇(farnesol)合酶,橙花叔醇(nerolidol)合酶,广 藿香醇(patchouliol)合酶,诺卡酮(nootkatone)合酶,松香双稀(abietadiene)合酶。
[0046] 在一些实施方案中,该宿主细胞包含编码甲羟戊酸途径所有酶的多种异源核酸。 在一些实施方案中,该类异戊二稀选自下组:半猫,单猫,二猫,三猫,四猫,和多猫。在一些 实施方案中,该类异戊二烯为C5-C20类异戊二烯。在一些实施方案中,该类异戊二烯为倍 半猫。在一些实施方案中,该类异戊二稀选自下组:松香双稀,紫穗槐双稀,蒈稀(carene), a -法呢稀,|3 -法呢稀,法呢醇,牦牛儿醇,牦牛儿基牦牛儿醇(geranylgeraniol),异戊 二稀(isoprene),芳樟醇,梓檬稀,香叶稀,橙花叔醇,罗勒稀,广藿香醇,0-薇稀,香桧稀, y-猫品稀,猫品油稀和瓦伦稀(valencene)。
[0047] 在一些实施方案中,该宿主细胞能够生成聚酮且包含至少一种编码聚酮合成酶的 异源核酸,其中该聚酮合成酶选自下组:(a)缩合乙酰-CoA和丙二酰-CoA中至少一项与酰 基载体蛋白的酶;(b)缩合选自乙酰-CoA和丙二酰-CoA的第一反应物与选自丙二酰-CoA 或甲基丙二酰-CoA的第二反应物以形成聚酮产物的酶;(c)将聚酮化合物上的0-酮 基化学基团还原成羟基基团的酶;(d)使聚酮化合物中的烷烃化学基团脱水以生成 a - 0 -不饱和烯烃的酶;(e)将聚酮化合物中的a - 0 -双键还原成饱和烷烃的酶;和(f) 自酰基载体蛋白水解聚酮化合物的酶。
[0048] 在一些实施方案中,该聚酮为具有抗生,抗真菌,和抗肿瘤活性中至少一项的脂 质。在一些实施方案中,该聚酮选自下组:大环内醋,抗生剂,抗真菌,抑制细胞化合物,抗胆 固醇血症化合物,抗寄生物化合物,抑制球虫化合物,动物生长促进剂和杀虫剂。
[0049] 在一些实施方案中,该宿主细胞能够生成脂肪酸且包含至少一种编码脂肪酸合
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