使用微生物宿主的类黄酮和花青素的生物产生的制作方法

本发明涉及关于类黄酮、花青素和其它有机化合物的产生的材料(包含经工程化的细胞和细胞系)和方法。

背景技术：

1、类黄酮和花青素是在植物中产生的天然产物，被发现具有多种作用，如抗氧化剂、紫外线(uv)防御机制和颜色。在过去的若干年中，类黄酮和花青素的健康益处已被广泛证明。这些化合物能够清除自由基，并且可以作为酶抑制剂和抗炎剂。由于这些公认的健康和颜色益处，许多研究已进行了解这些化合物是如何在自然界中制成的。类黄酮和花青素由苯丙素起始单元和丙二酰辅因子-a(丙二酰-coa)扩展单元合成，然后进行修饰以产生许多多酚化合物，如花旗松素、柚皮素和(+)-儿茶素。然而，在大多数情况下，这些化合物是经提取或化学制造的。

技术实现思路

1、为了摆脱农业和化学衍生产品，已创造了用于类黄酮和花青素的生物产生的经工程化的细胞。此方法提供了用于快速、安全、经济和可持续地产生各种各样的重要类黄酮的可行途径。

2、在本文中，一系列类黄酮和花青素，包含柚皮素、圣草酚、花旗松素、二氢山奈酚、(+)-儿茶素、矢车菊素和矢车菊素-3-葡萄糖苷，被使用经修饰的微生物宿主进行生物制备。在本文中，该经工程化的细胞包含一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰通过增加类黄酮前体的代谢通量和/或减少由副产物的产生引起的碳损失来增加类黄酮和花青素的生物产生。

3、本文提供了经工程化以用于产生类黄酮、花青素和其它有机化合物的细胞，其中经工程化的细胞包含一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰通过增加类黄酮前体的代谢通量和/或减少由副产物的产生引起的碳损失来增加类黄酮的产生。作为非限制性实例，基因修饰可以是用于在该经工程化的宿主细胞中过表达或低表达一种或多种内源基因的修饰，或者可以是用于在该经工程化的宿主细胞中表达一个或多个非天然基因的修饰。如本文所提供的经工程化的细胞可以包含多种基因修饰。

4、还提供了用于产生一种或多种类黄酮或花青素的细胞培养物。该细胞培养物包含在培养基中的如本文所提供的经工程化的细胞，该培养基包含也能够是能量源的碳源，如甘油、糖或有机酸。在各种实施例中，该培养基可以包含至少一种养料分子，如但不限于一种或多种有机酸或氨基酸，该一种或多种有机酸或氨基酸可以转化成类黄酮前体(如酪氨酸、对香豆酰-coa或丙二酰-coa)。养料分子的实例包含但不限于乙酸盐、丙二酸盐、丙二酸盐、酪氨酸、苯丙氨酸、泛酸盐、香豆酸盐等。在一些实施例中，养料分子可以被减少或是低纯度的。例如，作为养料分子的甘油可以是粗甘油，该粗甘油包含包括甘油的生物质，例如，作为生物柴油加工的副产物获得的甘油。可替代地，或另外地，该培养基可以包含补体化合物，该补体化合物可以是由在类黄酮途径中起作用的酶使用的辅因子或辅因子的前体，如碳酸氢盐、生物素、硫胺素、泛酸盐、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐或5-氨基乙酰丙酸。

5、另外提供了用于产生类黄酮和花青素的方法，该方法包含培养细胞，该细胞经工程化用于在其中细胞产生类黄酮或花青素的情况下，产生如本文所述的类黄酮或花青素。在一些实例中，该方法包含在培养基中培养经工程化的细胞，该培养基包含至少一种养料分子或补体，如但不限于：酪氨酸、苯丙氨酸、丙二酸盐、对香豆酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、泛酸盐、生物素、硫胺素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐和5-氨基乙酰丙酸。该方法可以进一步包含从培养基、全培养物或该细胞恢复类黄酮中的至少一种。

6、第一方面，本文提供了被工程化以产生一种或多种类黄酮或花青素的细胞，其中该细胞除了编码酪氨酸解氨酶活性和/或苯丙氨酸解氨酶活性和肉桂酸-4-羟化酶活性、4-香豆酸-coa连接酶活性、查耳酮合成酶活性、查耳酮异构酶活性、黄烷酮-3-羟化酶活性、类黄酮-3'-羟化酶活性或类黄酮3'5'-羟化酶活性、细胞色素p450还原酶活性、无色花色素还原酶活性和二氢黄酮醇-4-还原酶活性的核酸序列之外，包含一种或多种基因修饰用于提高类黄酮或花青素的产生。如本文所示，经工程化以产生类黄酮中的一种或多种的细胞被工程化以包含：编码酪氨酸解氨酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列可以使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸(例如，酪氨酸解氨酶tal，ec：4.3.1.25)；或者可替代地或另外地，编码苯丙氨酸解氨酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列可以将苯丙氨酸转化成反式肉桂酸；以及编码肉桂酸-4-羟化酶活性的外源核酸序列，由肉桂酸形成4-香豆酸；编码coa连接酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由香豆酸形成对香豆酰-coa(例如，4-香豆酸—coa连接酶，4cl，ec：6.2.1.12)；编码聚酮合成酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列使用丙二酰-coa和对香豆酰-coa作为底物形成柚皮素查耳酮(例如，查耳酮合成酶，chs，ec：2.3.1.74)；编码查耳酮异构酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列通过其环化酶活性由柚皮素查耳酮形成柚皮素(例如，查耳酮-二氢黄酮异构酶，chi，ec:5.5.1.6)；编码黄烷酮-3-羟化酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由柚皮素形成二氢山奈酚或由圣草酚形成花旗松素(例如，柚皮素3-双加氧酶，f3h，ec：1.14.11.9)；编码类黄酮3'-羟化酶或类黄酮3'5'-羟化酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列与编码细胞色素p450还原酶活性的外源核酸序列偶联以由二氢山奈酚形成花旗松素或二氢杨梅素或由柚皮素形成圣草酚或五羟基黄酮(例如，类黄酮3'-单加氧酶f3'h，ec：1.14.13.21，ec：1.14.14.82；细胞色素p450/nadph--p450还原酶，ec：1.14.14.1；f3'5'h，ec:1.14.14.81)；编码二氢黄酮醇-4-还原酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由花旗松素形成白矢车菊素，由二氢杨梅素形成白飞燕草素或者由二氢山奈酚形成白天竺葵苷元(例如，二氢黄酮醇-4-还原酶，ec：1.1.1)；以及编码无色花色素还原酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由白矢车菊素形成儿茶素(例如，无色花色素还原酶，lar，ec：1.17.1.3)。任选地，经工程化以产生花青素的细胞被进一步工程化以包含编码花青素合成酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由儿茶素或白矢车菊素形成矢车菊素，由白飞燕草素形成飞燕草素或由白天竺葵苷元形成天竺葵素(例如，花青素合成酶，ans，ec：1.14.20.4)以及包含编码葡糖基转移酶活性的外源核酸序列，该外源核酸序列由矢车菊素形成矢车菊素-3-o-β-d-葡萄糖苷，该外源核酸序列由飞燕草素形成飞燕草素-3-o-β-d-葡萄糖苷或者由天竺葵素形成天竺葵素-3-o-β-d-葡萄糖苷(例如，花青素3-o-葡糖基转移酶，3gt，ec：2.4.1.115)。本文提供的经工程化以产生类黄酮或花青素的细胞被进一步工程化以增加类黄酮或花青素产物的产生，例如通过增加类黄酮或花青素途径的代谢通量，或者通过降低副产物形成。

7、经工程化以产生类黄酮的细胞被进一步工程化以增加前体丙二酰-coa的供应。用于增加丙二酰-coa的一种策略包含增加乙酰-coa羧化酶(acc)活性。在各种实施例中，该acc酶在包含真菌的大多数真核细胞中是大单链多肽，并且在植物和如大肠杆菌(e.coli)等细菌中是多亚基酶，该酶在宿主菌株中过表达。可以在经工程化以产生类黄酮或花青素的宿主细胞中表达的乙酰-coa羧化酶的实例包含但不限于卷枝毛霉菌(mucorcircinelloides)、圆红酵母(rhodotorula toruloides)、斯达氏油脂酵母(lipomycesstarkeyi)、玉米黑粉菌(ustilago maydis)的acc基因和与这些acc具有至少50％氨基酸同一性的其它物种中的这些acc的直系同源物。

8、用于增加丙二酰-coa的另外的策略包含增加乙酰-coa，该乙酰-coa通过乙酰-coa羧化酶(acc)转化成丙二酰-coa。在一些实施例中，将乙酸盐和coa转化成乙酰-coa的乙酰-coa合成酶(acs)在宿主细胞中过表达。包含编码acs的过表达的核酸序列的经工程化的宿主细胞的培养物可以任选地包含培养基中的乙酸盐。可以在经工程化以产生类黄酮或花青素的宿主细胞中表达的乙酰-coa合成酶的实例包含但不限于大肠杆菌的acs基因、鼠伤寒沙门氏菌(salmonella typhimurium)的acs，和与这些acs具有至少50％氨基酸同一性的其它物种中的这些acs的直系同源物。

9、在另外的实施例中，还考虑了一种经工程化的宿主细胞，其过表达编码丙酮酸盐脱氢酶(pdh)的基因，该基因将丙酮酸盐转化成乙酰-coa。此外，在大肠杆菌中，pdh的lpd亚基的变体可以被表达，该变体包含减少通过nadh对pdh的抑制的突变(e354k)。

10、可替代地，或除了用于增加acc活性的策略和用于增加乙酰-coa的策略之外，可以采用用于通过不依赖于acc的活性的机制增加丙二酰-coa的策略。在一些实施例中，经工程化以产生类黄酮或花青素的细胞被进一步工程化以增加细胞的丙二酰-coa的供应包含编码由丙二酸盐生成丙二酰-coa的丙二酰-coa合成酶的外源核酸序列。该丙二酰-coa合成酶的实例包含天蓝色链霉菌(streptomyces coelicolor)、沼泽红假单胞菌(rhodopseudomonaspalustris)的丙二酰-coa合成酶或与这些或其它天然存在的丙二酰-coa合成酶中的任一个具有至少50％同一性的丙二酰-coa合成酶。丙二酸盐可以被任选地添加到培养物的培养基中，该培养物包含经工程化以表达丙二酰-coa合成酶的细胞。包含编码丙二酰-coa合成酶的外源基因的经工程化的细胞也可以包含编码丙二酸盐转运子的外源核酸序列，如由matc基因编码的丙二酸盐转运子，例如，天蓝色链霉菌的或由草木樨中华根瘤菌(sinorhizobium medicae)的dctpqm编码的丙二酸盐转运子。

11、在另外的实施例中，经工程化以产生类黄酮或花青素的细胞被进一步工程化以包含编码丙二酸coa-转移酶的外源核酸序列，该丙二酸coa-转移酶通过由乙酰-coa直接转移coa来制备丙二酰-coa。可以在如本文提供的经工程化的细胞中表达的丙二酸coa-转移酶的实例包含但不限于来自乙酸钙不动杆菌(acinetobacter calcoaceticus)、地芽孢杆菌(geobacillus sp)的丙二酸盐脱羧酶的α亚基(mdca)，或与这些或其它天然存在的丙二酸coa-转移酶中的任一个具有至少50％同一性的转移酶。

12、在一些实施例中，经工程化以产生类黄酮或花青素的细胞被进一步工程化以增加辅酶a(coa)的供应以增加其用于产生乙酰-coa、丙二酰-coa和/或对香豆酰-coa的可用性。用于增加coa供应的策略包含上调内源泛酸激酶(pank)(ec：2.7.1.33)，该内源泛酸激酶从泛酸盐产生coa。可替代地，或另外地，宿主细胞可以被工程化以包含编码不被辅酶a反馈抑制的iii型泛酸激酶的核酸序列，如铜绿假单胞菌(pseudomonas aeruginosa)的coax基因(ec：2.7.1.33)。在一些实施例中，经工程化用于产生类黄酮或花青素的细胞的培养物可以包含包括泛酸盐(coa生物合成的前体)的培养基，并且任选地还可以包含用于coa生物合成的半胱氨酸。

13、增加到类黄酮途径的丙二酰-coa通量的另外的策略包含在脂肪酸生物合成中起作用的一个或多个基因的突变或下调。在不限制实施例的任何特定机制的情况下，限制脂肪酸生物合成可以增加可用于类黄酮生物合成的丙二酰-coa供应。在一些实施例中，基因β-酮酰基-acp合成酶ii(大肠杆菌fabf)可以被破坏以减少脂肪酸生物合成。宿主细胞的脂肪酸生物合成基因可能突变或下调的另一个实例是编码丙二酰-coa-acp转酰酶(大肠杆菌fabd)的基因。可以下调的经工程化的宿主细胞的其它脂肪酸生物合成基因包含β-酮酰基-acp合成酶i酶(大肠杆菌fabb)和酰基载体蛋白(大肠杆菌acpp)。

14、可以存在于经工程化以产生类黄酮或花青素的宿主细胞中的另外的基因修饰包含编码乙醇脱氢酶、乳酸盐脱氢酶、丙酮酸盐氧化酶、乙酰磷酸转移酶和乙酸激酶的基因的下调、破坏或缺失。在大肠杆菌宿主细胞中，被下调、破坏或缺失的基因可以包含醛醇-乙醇脱氢酶(adhe)、乳酸盐脱氢酶(ldha)、丙酮酸盐氧化酶(poxb)和酶乙酸激酶磷酸乙酰转移酶(acka-pta)。

15、此外，经工程化用于产生类黄酮或花青素的细胞可以具有一个或多个编码硫代酯酶的基因，该基因被下调、破坏或缺失以防止前体丙二酰-coa、乙酰-coa和/或对香豆酰-coa的水解。例如，在大肠杆菌宿主中，硫酯酶基因tesa、tesb、ycia和ybgc中的一个或多个可以被下调、破坏或缺失。

16、可替代地，或另外地，编码三羧酸循环(tca)酶的基因，如琥珀酸脱氢酶，可以被破坏或下调以增加α-酮戊二酸的供应，其作为类黄酮和花青素途径酶中的一种或多种的辅因子。可以被下调的其它tca酶包含将乙酰-coa转化成柠檬酸盐的柠檬酸盐合成酶。

17、在另外的实施例中，还考虑了用于产生类黄酮或花青素的经工程化的宿主细胞以上调氨基酸酪氨酸的内源生物合成。酪氨酸是类黄酮生物合成的前体中的一种，并且其转化成香豆酸是该途径的第一承诺步骤。l-酪氨酸是源自莽草酸途径的三种芳香族氨基酸中的一种。该莽草酸途径的初始步骤通过dahp合成酶同工酶催化，并且通过反馈抑制进行调节。增加酪氨酸产生的策略可以包含但不限于转录失调、去除反馈抑制、限速酶的过表达和/或芳香酸生物合成途径的l-苯丙氨酸分支的缺失。例如，在大肠杆菌宿主中，tyrr基因可以被破坏，dahp合成酶(arog)和分支酸变位酶(tyra)的反馈抑制抗性版本可以被引入，和/或限速酶、莽草酸激酶(arok或arol)和奎宁酸(quin)/莽草酸脱氢酶(ydib)可以被过表达。此外，磷酸烯醇丙酮酸盐合成酶(ppsa)和转酮醇酶(tkta)可以被外源引入以增强酪氨酸产生。

18、在另外的实施例中，还考虑了用于产生类黄酮或花青素的经工程化的宿主细胞被进一步工程化以上调辅因子血红素的内源生物合成。细胞色素p450(cyp)是本文提供的经工程化的细胞中的外源基因中的一种，含有血红素作为辅因子。改善血红素供应可能是增加类黄酮生物合成的有效策略。5-氨基乙酰丙酸(ala)是血红素途径的第一承诺前体。增加血红素供应的策略包含合成前体ala的基因的过表达。在大肠杆菌宿主中，ala由谷氨酸的5碳骨架(c5途径)形成。参与ala生物合成的三种酶是谷氨酰-trna合成酶(gltx)、谷氨酰-trna还原酶(hema)和谷氨酸-1-半醛氨基转移酶(heml)。在大肠杆菌宿主中，本文所提供的经工程化的细胞可以被进一步工程化以表达或过表达hema或其变体和/或heml以增加血红素前体ala产生。可以过表达的hema基因的非限制性实例包含突变的hema(在来自鼠伤寒沙门氏菌的hema基因的n末端处插入thr-2与leu-3之间的两个赖氨酸残基)(ec：1.1.1.70)。可替代地，或另外地，可以引入异源alas基因以通过c4途径产生ala(als由甘氨酸和琥珀酰-coa的冷凝合成)。可以在大肠杆菌中表达的异源alas的非限制性实例包含慢生型大豆根瘤菌(bradyrhizobium japonicum)的alas(ec：2.3.1.37)、荚膜红细菌(rhodobactercapsulatus)的alas或与天然存在的alas具有至少50％同一性的alas。此外，催化由ala合成血红素的下游基因中的一个或多个(例如，在大肠杆菌hemb、hemc、hemd、heme、hemf、hemg、heml或hemh中)可以被过表达以驱动由ala到血红素产生的通量。在一些实施例中，经工程化用于产生类黄酮或花青素的细胞的培养物可以包含包括琥珀酸盐和/或甘氨酸、通过c4途径的血红素生物合成的前体的培养基。

19、在另一方面，本文提供了细胞培养物，其包含在培养基中的如本文所提供的经工程化的细胞，其中该培养基包含碳源，该碳源也是细胞的能量来源，其中该碳源可以是例如甘油、糖或有机酸，作为非限制性实例。该培养基可以进一步包含用于产生类黄酮或花青素的养料分子。例如，养料分子可以是乙酸盐、丙二酸盐、酪氨酸、泛酸盐、香豆酸盐、生物素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐、5-氨基乙酰丙酸、琥珀酸盐或甘氨酸。在一些实施例中，该培养物包括包含碳源和作为酶的辅因子或酶辅因子的前体的至少一种补体的培养基。

20、在又一方面，用于产生类黄酮和花青素的方法包含温育如本文所提供的经工程化的宿主细胞的培养物以产生类黄酮或花青素。该方法可以进一步包含从该细胞、该培养基或全培养物恢复类黄酮中的至少一种。

21、在又一方面，本发明提供了一种经工程化的宿主细胞，其包括一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰使得由该经工程化的宿主细胞通过多种化学中间体从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素。在某些实施例中，从甘油产生类黄酮或花青素通过酶促转化发生。在某些实施例中，该从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素通过酶促转化发生。在某些实施例中，该碳源选自由以下组成的组：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自由以下组成的组的分子的培养基中培养：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得副产物的形成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)用于在该经工程化的宿主细胞中过表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(ii)用于在该经工程化的宿主细胞中低表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(iii)一种或多种基因修饰在该经工程化的宿主细胞中表达一种或多种非天然基因；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自以下的分子的培养基中培养：酪氨酸、苯丙氨酸、丙二酸盐、对香豆酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、泛酸盐、生物素、硫胺素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐和5-氨基乙酰丙酸，其中所选的分子中的一个或多个是化学中间体，包含在生物合成途径中的分子或辅因子。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的至少一个或多个核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶活性的核酸序列；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶活性的核酸序列；(iii)编码肉桂酸4-羟化酶活性的核酸序列；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶(4cl)活性的核酸序列；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的至少一个或多个肽：(i)查耳酮异构酶；(ii)查耳酮合成酶；(iii)融合蛋白包括查耳酮合成酶和查耳酮异构酶；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的细胞是大肠杆菌。在某些实施例中，一种或多种基因修饰减少脂肪酸生物合成。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐-4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐-4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自由以下组成的组的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶活性的核酸序列，其中4-香豆酸-coa连接酶由香豆酸形成对香豆酰-coa；(v)编码查耳酮合成酶活性的核酸序列，其中查耳酮合成酶由丙二酰-coa和对香豆酰-coa形成柚皮素查耳酮；(vi)编码查耳酮异构酶活性的核酸序列，其中查耳酮异构酶由柚皮素查耳酮形成柚皮素；(vii)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(viii)其任何组合。在某些实施例中，该类黄酮是儿茶素。

22、在又一方面，本发明提供了一种增加类黄酮或花青素的产生的方法，该方法包括：提供经工程化的宿主细胞，该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰使得由该经工程化的宿主细胞通过多种化学中间体从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素。在某些实施例中，该从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素通过酶促转化发生。在某些实施例中，该碳源选自由以下组成的组：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自由以下组成的组的分子的培养基中培养：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得副产物的形成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)用于在该经工程化的宿主细胞中过表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(ii)用于在该经工程化的宿主细胞中低表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(iii)一种或多种基因修饰在该经工程化的宿主细胞中表达一种或多种非天然基因；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自以下的分子的培养基中培养：酪氨酸、苯丙氨酸、丙二酸盐、对香豆酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、泛酸盐、生物素、硫胺素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐和5-氨基乙酰丙酸，其中所选的分子中的一个或多个是化学中间体，包含在生物合成途径中的分子或辅因子。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的至少一个或多个核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶活性的核酸序列；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶活性的核酸序列；(iii)肉桂酸4-羟化酶；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的至少一个或多个肽：(i)查耳酮异构酶；(ii)查耳酮合成酶；(iii)融合蛋白包括查耳酮合成酶和查耳酮异构酶；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的细胞是大肠杆菌。在某些实施例中，一种或多种基因修饰减少脂肪酸生物合成。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐-4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐-4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自由以下组成的组的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶活性的核酸序列，其中4-香豆酸-coa连接酶由香豆酸形成对香豆酰-coa；(v)编码查耳酮合成酶活性的核酸序列，其中查耳酮合成酶由丙二酰-coa和对香豆酰-coa形成柚皮素查耳酮；(vi)编码查耳酮异构酶活性的核酸序列，其中查耳酮异构酶由柚皮素查耳酮形成柚皮素；(vii)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(viii)其任何组合。在某些实施例中，该类黄酮是儿茶素。

23、在又一方面，本发明提供了多个经工程化的宿主细胞，其中该多个经工程化的宿主细胞中的每一个包括一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰使得通过多种化学中间体从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素。在某些实施例中，该从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素通过酶促转化发生。在某些实施例中，该碳源选自由以下组成的组：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自由以下组成的组的分子的培养基中培养：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得副产物的形成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)用于在该经工程化的宿主细胞中过表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(ii)用于在该经工程化的宿主细胞中低表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(iii)一种或多种基因修饰在该经工程化的宿主细胞中表达一种或多种非天然基因；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的细胞中的至少一种在包括选自以下的分子的培养基中培养：酪氨酸、苯丙氨酸、丙二酸盐、对香豆酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、泛酸盐、生物素、硫胺素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐和5-氨基乙酰丙酸，其中所选的分子中的一个或多个是化学中间体，包含在生物合成途径中的分子或辅因子。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的细胞中的至少一种包括选自以下的至少一个或多个核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶活性的核酸序列；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶活性的核酸序列；(iii)编码肉桂酸4-羟化酶活性的核酸序列；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶(4cl)活性的核酸序列；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的宿主细胞中的至少一个包括选自以下的至少一个或多个肽：(i)查耳酮异构酶；(ii)查耳酮合成酶；(iii)融合蛋白包括查耳酮合成酶和查耳酮异构酶；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞中的至少一个是大肠杆菌。在某些实施例中，一种或多种基因修饰减少脂肪酸生物合成。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的宿主细胞中的至少一个包括选自以下的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐-4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐-4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自由以下组成的组的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶活性的核酸序列，其中4-香豆酸-coa连接酶由香豆酸形成对香豆酰-coa；(v)编码查耳酮合成酶活性的核酸序列，其中查耳酮合成酶由丙二酰-coa和对香豆酰-coa形成柚皮素查耳酮；(vi)编码查耳酮异构酶活性的核酸序列，其中查耳酮异构酶由柚皮素查耳酮形成柚皮素；(vii)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(viii)其任何组合。在某些实施例中，该类黄酮是儿茶素。

24、在又一方面，本发明提供了一种增加类黄酮或花青素的产生的方法，该方法包括：提供多个经工程化的宿主细胞，其中该多个经工程化的宿主细胞中的每一个包括一种或多种基因修饰，该一种或多种基因修饰使得由该经工程化的宿主细胞通过多种化学中间体从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素。在某些实施例中，该从也能够是能量源的碳源产生类黄酮或花青素通过酶促转化发生。在某些实施例中，该碳源选自由以下组成的组：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞在包括选自由以下组成的组的分子的培养基中培养：(i)甘油；(ii)糖；(iii)有机酸；(iv)氨基酸；(v)包括甘油的生物质；以及(vi)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得类黄酮前体或辅因子的代谢通量增加。在某些实施例中，一种或多种基因修饰使得副产物的形成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)用于在该经工程化的宿主细胞中过表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(ii)用于在该经工程化的宿主细胞中低表达一种或多种内源基因的一种或多种修饰；(iii)一种或多种基因修饰在该经工程化的宿主细胞中表达一种或多种非天然基因；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的细胞中的至少一种在包括选自以下的分子的培养基中培养：酪氨酸、苯丙氨酸、丙二酸盐、对香豆酸盐、碳酸氢盐、乙酸盐、泛酸盐、生物素、硫胺素、α-酮戊二酸盐、抗坏血酸盐和5-氨基乙酰丙酸，其中所选的分子中的一个或多个是化学中间体，包含在生物合成途径中的分子或辅因子。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的细胞中的至少一种包括选自以下的至少一个或多个核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶活性的核酸序列；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶活性的核酸序列；(iii)编码肉桂酸4-羟化酶活性的核酸序列；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶(4cl)活性的核酸序列；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的宿主细胞中的至少一个包括选自以下的至少一个或多个肽：(i)查耳酮异构酶；(ii)查耳酮合成酶；(iii)融合蛋白包括查耳酮合成酶和查耳酮异构酶；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞中的至少一个是大肠杆菌。在某些实施例中，一种或多种基因修饰减少脂肪酸生物合成。在某些实施例中，来自该多个经工程化的宿主细胞的经工程化的宿主细胞中的至少一个包括选自以下的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中该经编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐-4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐-4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自由以下组成的组的外源核酸序列：(i)编码酪氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的酪氨酸解氨酶使用酪氨酸作为底物形成4-香豆酸；(ii)编码苯丙氨酸解氨酶的核酸序列，其中所编码的苯丙氨酸解氨酶将苯丙氨酸转化为反式肉桂酸；(iii)编码肉桂酸盐4-羟化酶的核酸序列，其中该肉桂酸盐4-羟化酶由反式肉桂酸产生4-香豆酸；(iv)编码4-香豆酸-coa连接酶活性的核酸序列，其中4-香豆酸-coa连接酶由香豆酸形成对香豆酰-coa；(v)编码查耳酮合成酶活性的核酸序列，其中查耳酮合成酶由丙二酰-coa和对香豆酰-coa形成柚皮素查耳酮；(vi)编码查耳酮异构酶活性的核酸序列，其中查耳酮异构酶由柚皮素查耳酮形成柚皮素；(vii)编码黄烷酮-3-羟化酶的核酸序列，其中黄烷酮-3-羟化酶由柚皮素形成二氢山奈酚；以及(viii)其任何组合。在某些实施例中，该类黄酮是儿茶素。

25、在又一方面，该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加丙二酰-coa的产生和/或可得性。在某些实施例中，该丙二酰-coa的产生和/或可得性通过使乙酰-coa转化成丙二酰-coa来增加。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的一种或多种基因修饰：(i)乙酰-coa羧化酶(acc)的表达；和(ii)乙酰-coa羧化酶的过表达。在另一个实施例中，该经工程化的宿主细胞是大肠杆菌。在某些实施例中，该大肠杆菌细胞进一步包括来自真菌的基因。在某些实施例中，该乙酰-coa羧化酶来自：卷枝毛霉菌、圆红酵母、斯达氏油脂酵母和玉米黑粉菌，以及与上述提及的这些物种的乙酰-coa羧化酶具有至少50％氨基酸同一性的乙酰-coa羧化酶的直系同源物。在某些实施例中，一种或多种基因修饰是一种或多种脂肪生物合成基因的缺失或衰减，从而使得脂肪酸生物合成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰是乙酰-coa合成酶(acs)的过表达。在某些实施例中，该乙酰-coa合成酶选自：大肠杆菌的乙酰-coa合成酶基因、鼠伤寒沙门氏菌的乙酰-coa合成酶基因以及任何其它物种中的与大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的乙酰-coa合成酶基因具有至少50％氨基酸同一性的乙酰-coa合成酶基因的直系同源物。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)编码丙酮酸盐脱氢酶(pdh)的基因的过表达，其中该pdh可以包含e354k突变；(ii)编码丙二酰-coa合成酶的外源核酸序列：(iii)内源泛酸激酶(pank)的上调，其中pank不被辅酶a反馈抑制；(iv)编码丙二酸盐转运子的外源核酸序列；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该丙二酰-coa合成酶选自天蓝色链霉菌、沼泽红假单胞菌的丙二酰-coa合成酶或与这些或其它天然存在的丙二酰-coa合成酶中的任一个具有至少50％同一性的丙二酰-coa合成酶。在某些实施例中，用于减少脂肪酸生物合成的一种或多种基因修饰选自：(i)编码丙二酰-coa-acp转酰酶的基因(大肠杆菌fabd)的突变或下调；(ii)对基因β-酮酰基-acp合成酶ii(大肠杆菌fabf)的修饰；(iii)β-酮酰基-acp合成酶i酶(大肠杆菌fabb)的下调；(iv)酰基载体蛋白(大肠杆菌acpp)的下调；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的肽：(i)乙酰-coa羧化酶(acc)，该acc具有与seq id no:15或seq id no:16中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(ii)丙二酸coa-转移酶，该丙二酸coa-转移酶具有与seq id no:19中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(iii)乙酰-coa合成酶(acs)，该acs具有与seq id no:16中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(iv)丙二酰-coa合成酶，该丙二酰-coa合成酶具有与seqid no:77、seq id no:78或seq id no:79至少80％相同的氨基酸序列；(v)丙二酸盐转运子，该丙二酸盐转运子具有与seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86或seq id no:87至少80％相同的氨基酸序列；(vi)泛酸激酶，该泛酸激酶具有与seq id no:88、seq id no:89或seq id no:90至少80％相同的氨基酸序列；以及(vii)其任何组合。

26、在另一方面，本发明提供了一种增加类黄酮的产生的方法，该方法包括经工程化的宿主细胞，其中一个或多个经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加丙二酰-coa的产生和/或可得性。在某些实施例中，该丙二酰-coa的产生和/或可得性通过使乙酰-coa转化成丙二酰-coa来增加。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的一种或多种基因修饰：(i)乙酰-coa羧化酶(acc)的表达；和(ii)乙酰-coa羧化酶的过表达。在另一个实施例中，该经工程化的宿主细胞是大肠杆菌。在某些实施例中，该大肠杆菌细胞进一步包括来自真菌的基因。在某些实施例中，该乙酰-coa羧化酶来自：卷枝毛霉菌、圆红酵母、斯达氏油脂酵母和玉米黑粉菌，以及与上述提及的这些物种的乙酰-coa羧化酶具有至少50％氨基酸同一性的乙酰-coa羧化酶的直系同源物。在某些实施例中，一种或多种基因修饰是一种或多种脂肪生物合成基因的缺失或衰减，从而使得脂肪酸生物合成减少。在某些实施例中，一种或多种基因修饰是乙酰-coa合成酶(acs)的过表达。在某些实施例中，该乙酰-coa合成酶选自：大肠杆菌的乙酰-coa合成酶基因、鼠伤寒沙门氏菌的乙酰-coa合成酶基因以及任何其它物种中的与大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的乙酰-coa合成酶基因具有至少50％氨基酸同一性的乙酰-coa合成酶基因的直系同源物。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)编码丙酮酸盐脱氢酶(pdh)的基因的过表达，其中该pdh可以包含e354k突变；(ii)编码丙二酰-coa合成酶的外源核酸序列：(iii)内源泛酸激酶(pank)的上调，其中pank不被辅酶a反馈抑制；(iv)编码丙二酸盐转运子的外源核酸序列；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该丙二酰-coa合成酶选自天蓝色链霉菌、沼泽红假单胞菌的丙二酰-coa合成酶或与这些或其它天然存在的丙二酰-coa合成酶中的任一个具有至少50％同一性的丙二酰-coa合成酶。在某些实施例中，用于减少脂肪酸生物合成的一种或多种基因修饰选自：(i)编码丙二酰-coa-acp转酰酶(大肠杆菌fabd)的基因的突变或下调；(ii)对基因β-酮酰基-acp合成酶ii(大肠杆菌fabf)的修饰；(iii)β-酮酰基-acp合成酶i酶(大肠杆菌fabb)的下调；(iv)酰基载体蛋白(大肠杆菌acpp)的下调；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞包括选自以下的肽：(i)乙酰-coa羧化酶(acc)，该acc具有与seq id no:15或seq id no:16中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(ii)丙二酸coa-转移酶，该丙二酸coa-转移酶具有与seq id no:19中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(iii)乙酰-coa合成酶(acs)，该acs具有与seq id no:16中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列；(iv)丙二酰-coa合成酶，该丙二酰-coa合成酶具有与seq id no:77、seq id no:78或seq id no:79至少80％相同的氨基酸序列；(v)丙二酸盐转运子，该丙二酸盐转运子具有与seq id no:80、seq id no:81、seq id no:82、seq id no:83、seq id no:84、seq id no:85、seq id no:86或seq id no:87至少80％相同的氨基酸序列；(vi)泛酸激酶，该泛酸激酶具有与seq id no:88、seq id no:89或seq id no:90至少80％相同的氨基酸序列；以及(vii)其任何组合。

27、在另一方面，本发明提供了一种经工程化的宿主细胞，其中该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加酪氨酸的内源生物合成。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括3-脱氧-d-阿拉伯-庚酮糖合成酶的上调。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)分支酸变位酶的上调；(ii)预苯酸脱氢酶的上调；(iii)莽草酸激酶的过表达；(iv)莽草酸脱氢酶的过表达；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括l-苯丙氨酸生物合成途径的下调。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括外源磷酸烯醇丙酮酸盐合成酶(ppsa)的表达。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括外源转酮醇酶(tkta)的表达。在某些实施例中，其中该一种或多种基因修饰包括tyrr基因的破坏。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)磷酸-2-脱氢-3-脱氧庚糖酸醛缩酶的(d146n)变体的表达或过表达；(ii)3-脱氢奎尼酸合成酶(arob)的变体的表达或过表达；(iii)转酮醇酶tkta的过表达；(iv)莽草酸激酶(arok)的缺失；(v)tyrr的缺失；(vi)分支酸变位酶(tyra)的a3 54v变体的表达或过表达；(vi)以及其任何组合。

28、在另一方面，本发明提供了一种增加包括经工程化的宿主细胞的酪氨酸的内源生物合成的方法，其中该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加酪氨酸的内源生物合成。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括3-脱氧-d-阿拉伯-庚酮糖合成酶的上调。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自：(i)分支酸变位酶的上调；(ii)预苯酸脱氢酶的上调；(iii)莽草酸激酶的过表达；(iv)莽草酸脱氢酶的过表达；以及(v)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括l-苯丙氨酸生物合成途径的下调。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括外源磷酸烯醇丙酮酸盐合成酶(ppsa)的表达。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括外源转酮醇酶(tkta)的表达。在某些实施例中，其中该一种或多种基因修饰包括tyrr基因的破坏。在某些实施例中，一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)磷酸-2-脱氢-3-脱氧庚糖酸醛缩酶的(d146n)变体的表达或过表达；(ii)3-脱氢奎尼酸合成酶(arob)的变体的表达或过表达；(iii)转酮醇酶tkta的过表达；(iv)莽草酸激酶(arok)的缺失；(v)tyrr的缺失；(vi)分支酸变位酶(tyra)的a3 54v变体的表达或过表达；(vi)以及其任何组合。

29、在另一方面，本发明提供了一种经工程化的宿主细胞，其中该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加白矢车菊素或儿茶素向矢车菊素-3-葡萄糖苷(cy3g)的转化。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括花青素合成酶的过表达。在某些实施例中，该花青素合成酶选自：(i)番木瓜(carica papaya)的花青素合成酶(seq.id no:13)；(ii)该花青素合成酶具有与seq.id no:66、seq.id no:67、seq.id no:68或seq.id no:69至少80％相同的氨基酸序列；(iii)该花青素合成酶具有与seq.id no:13至少80％相同的氨基酸序列；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，一个或多个经工程化的宿主细胞包括类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)。在某些实施例中，类黄酮-3-葡糖基转移酶选自：(i)美洲葡萄(vitis labrusca)中的类黄酮-3-葡糖基转移酶(seq.id no:14)；(ii)该类黄酮-3-葡糖基转移酶具有与seq.id no:70、seq.id no:71、seq.id no:72或seq.id no:73至少80％相同的氨基酸序列；以及(iii)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括花青素合成酶和类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)的过表达。在某些实施例中，该一种或多种基因修饰包括花青素合成酶和类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)的过表达。在某些实施例中，该一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)花青素合成酶；(ii)类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)以及(iii)其组合。

30、在另一方面，本发明提供了一种增加类黄酮的产生的方法，该方法包括经工程化的宿主细胞，其中该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加白矢车菊素或儿茶素向矢车菊素-3-葡萄糖苷(cy3g)的转化。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括花青素合成酶的过表达。在某些实施例中，该花青素合成酶选自：(i)番木瓜的花青素合成酶(seq.id no:13)；(ii)该花青素合成酶具有与seq.id no:66、seq.id no:67、seq.id no:68或seq.id no:69至少80％相同的氨基酸序列；(iii)该花青素合成酶具有与seq.id no:13至少80％相同的氨基酸序列；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，一个或多个经工程化的宿主细胞包括类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)。在某些实施例中，类黄酮-3-葡糖基转移酶选自：(i)美洲葡萄中的类黄酮-3-葡糖基转移酶(seq.id no:14)；(ii)该类黄酮-3-葡糖基转移酶具有与seq.id no:70、seq.id no:71、seq.id no:72或seq.id no:73至少80％相同的氨基酸序列；以及(iii)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括花青素合成酶和类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)的过表达。在某些实施例中，该一种或多种基因修饰包括花青素合成酶和类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)的过表达。在某些实施例中，该一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)花青素合成酶；(ii)类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)以及(iii)其组合。

31、在另一方面，本发明提供了一种增加白矢车菊素或儿茶素向矢车菊素-3-葡萄糖苷(cy3g)的转化、飞燕草素或没食子儿茶素向飞燕草素-3-葡萄糖苷(de3g)的转化或阿福豆素(afzelechin)或天竺葵素向天竺葵素-3-葡萄糖苷(pe3g)的转化的方法，该方法包括花青素合成酶，其中该花青素合成酶选自：(i)番木瓜的花青素合成酶(seq.id no:13)；(ii)该花青素合成酶具有与seq.id no:66、seq.id no:67、seq.id no:68或seq.id no:69至少80％相同的氨基酸序列；(iii)该花青素合成酶具有与seq.id no:13至少80％相同的氨基酸序列；以及(iv)其任何组合。在某些实施例中，一种或多种基因修饰包括花青素合成酶和类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)的过表达。在某些实施例中，该一种或多种基因修饰选自由以下组成的组：(i)花青素合成酶；(ii)类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)以及(iii)其组合。

32、在另一方面，本发明提供了一种增加矢车菊素向矢车菊素-3-葡萄糖苷(cy3g)的转化、飞燕草素向飞燕草素-3-葡萄糖苷(de3g)的转化或天竺葵素向天竺葵素-3-葡萄糖苷(pe3g)的转化的方法，该方法包括类黄酮-3-葡糖基转移酶(3gt)，其中该类黄酮-3-葡糖基转移酶选自：(i)美洲葡萄中的类黄酮-3-葡糖基转移酶(seq.id no:14)；(ii)该类黄酮-3-葡糖基转移酶具有与seq.id no:70、seq.id no:71、seq.id no:72或seq.id no:73至少80％相同的氨基酸序列；以及(iii)其任何组合。

33、在另一方面，本发明提供了一种经工程化的宿主细胞，该经工程化的宿主细胞包括一种或多种基因修饰以增加二氢槲皮素(dhq)、二氢杨梅素(dhm)、圣草酚(edl)和/或五羟基黄酮(phf)的产生，其中该经工程化的宿主细胞包括细胞色素p450还原酶(cpr)以及黄烷酮-3-羟化酶(f3h)、黄烷酮-3'-羟化酶(f3'h)或类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)中的至少一种。在某些实施例中，用于增加二氢槲皮素(dhq)、二氢杨梅素(dhm)、圣草酚(edl)和/或五羟基黄酮(phf)的产生的前体是柚皮素和/或二氢山奈酚(dhk)。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括选自由以下组成的组的肽：(i)类黄酮-3'-羟化酶(f3'h)；(ii)细胞色素p450还原酶(cpr)；以及(iii)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞产生圣草酚或花旗松素。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞产生五羟基黄酮或二氢杨梅素。在某些实施例中，类黄酮3'-羟化酶(f3'h)被截短以去除n末端前导序列。在某些实施例中，细胞色素p450还原酶(cpr)被截短以去除n末端前导序列。在某些实施例中，类黄酮3'-羟化酶(f3'h)与细胞色素p450还原酶(cpr)融合。在某些实施例中，类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)与细胞色素p450还原酶(cpr)融合。在某些实施例中，黄烷酮-3-羟化酶(f3h)具有与seq id no.7中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，黄烷酮-3'-羟化酶(f3'h)具有与seq id no.8中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，细胞色素p450还原酶(cpr)具有与seq id no.9中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)具有与选自由以下组成的组的多肽至少80％相同的氨基酸序列：(i)seq id no.10；(ii)seq id no.56；以及(iii)seq idno.57。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括细胞色素bs。在某些实施例中，细胞色素bs具有与seq id no.98中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，其中该黄烷酮-3-羟化酶(f3h)具有与选自由以下组成的组的多肽至少80％相同的氨基酸序列：(i)seq id no.7；(ii)seq id no.45；(iii)seq id no.46；(iv)seq id no.47；以及(v)seq id no.48。

34、在另一方面，本发明提供了一种增加二氢槲皮素(dhq)、二氢杨梅素(dhm)、圣草酚(edl)和/或五羟基黄酮(phf)的产生的方法，该方法包括经工程化的宿主细胞，其中该经工程化的宿主细胞包括细胞色素p450还原酶(cpr)以及黄烷酮-3-羟化酶(f3h)、黄烷酮-3'-羟化酶(f3'h)或类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)中的至少一种。在某些实施例中，用于增加二氢槲皮素(dhq)、二氢杨梅素(dhm)、圣草酚(edl)和/或五羟基黄酮(phf)的产生的前体是柚皮素和/或二氢山奈酚(dhk)。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括选自由以下组成的组的肽：(i)类黄酮-3'-羟化酶(f3'h)；(ii)细胞色素p450还原酶(cpr)；以及(iii)其任何组合。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞产生圣草酚或花旗松素。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞产生五羟基黄酮或二氢杨梅素。在某些实施例中，类黄酮3'-羟化酶(f3'h)被截短以去除n末端前导序列。在某些实施例中，细胞色素p450还原酶(cpr)被截短以去除n末端前导序列。在某些实施例中，类黄酮3'-羟化酶(f3'h)与细胞色素p450还原酶(cpr)融合。在某些实施例中，类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)与细胞色素p450还原酶(cpr)融合。在某些实施例中，黄烷酮-3-羟化酶(f3h)具有与seq id no.7中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，黄烷酮-3'-羟化酶(f3'h)具有与seq idno.8中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，细胞色素p450还原酶(cpr)具有与seq id no.9中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，类黄酮3',5'-羟化酶(f3'5'h)具有与选自由以下组成的组的多肽至少80％相同的氨基酸序列：(i)seq id no.10；(ii)seq id no.56；以及(iii)seq id no.57。在某些实施例中，该经工程化的宿主细胞进一步包括细胞色素bs。在某些实施例中，细胞色素bs具有与seq idno.98中所示的多肽至少80％相同的氨基酸序列。在某些实施例中，其中该黄烷酮-3-羟化酶(f3h)具有与选自由以下组成的组的多肽至少80％相同的氨基酸序列：(i)seq id no.7；(ii)seq id no.45；(iii)seq id no.46；(iv)seq id no.47；以及(v)seq id no.48。