联产β-法尼烯和ɑ-红没药醇的法尼烯合成酶突变体

本发明属于酶基因工程及酶工程领域，具体涉及一种联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体、编码基因、重组质粒及基因工程菌。

背景技术：

1、法尼烯和红没药醇都是属于倍半萜类挥发性有机化合物，都具有芳香的气味和多种生物学活性，法尼烯主要包括α-法尼烯和β-法尼烯，其中的β-法尼烯具有典型的杀虫作用、是一种理想的生物燃料，红没药醇包括α-红没药醇、β-红没药醇、γ-红没药醇，其中α-红没药醇具有消炎抑菌、镇定止痛、去黑色素、保护皮肤等生物活性。

2、β-法尼烯和α-红没药醇作为典型的倍半萜化合物，广泛应用于香料、医药、化妆品、食品等领域。另外，法尼烯可以作为前体合成燃料，这将是一种极具潜力的新能源。

3、目前萜类化合物依旧通过植物提取或者化学合成为主，有限的自然资源限制了萜类化合物的高效生产。植物提取或者化学合成所得的一些倍半萜化合物成本较高，而合成生物学应用于萜类天然产物的高效生物合成，可以有效降低生产成本，利润可观。目前国内外已经有报道一些萜类化合物如橙花叔醇、荜澄茄醇和瓦伦烯等的高效生物合成。

4、萜类化合物的高效生物合成离不开高效的催化元件。通过代谢途径理性改造虽然可以增强目标产物的合成通量，但关键合成元件的催化效率会极大地影响最终产物的产量。倍半萜合酶属于i类萜类合酶，是可溶的酸性蛋白，分子量在35～80kda之间，通常具有两个高保守性区域即位于α螺旋上的ddxxd和nse/dte，催化反应一般需要3个二价金属离子如mg2+。天然倍半萜合酶的催化效率通常较低，难以满足高效生物合成的要求，而对倍半萜合酶催化活性提升的研究较少，且目前多数突变研究未得到理想效果，这也极大地限制了倍半萜类天然产物的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体。

2、本发明的第二个目的是提供上述联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体的编码基因。

3、本发明的第三个目的是提供包含上述编码基因的重组质粒。

4、本发明的第四个目的是提供包含上述重组质粒的酿酒酵母基因工程菌。

5、本发明的第五个目的是提供上述酿酒酵母基因工程菌在发酵合成β-法尼烯和α-红没药醇中的应用。

6、本发明的技术方案概述如下：

7、联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体，所述突变体为来源于菊科黄花蒿的seq id no.2所示氨基酸序列402位酪氨酸突变为丙氨酸。

8、上述联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体的编码基因。

9、包含上述编码基因的重组质粒。

10、包含上述重组质粒的酿酒酵母基因工程菌。

11、上述酿酒酵母基因工程菌在发酵合成β-法尼烯和α-红没药醇中的应用。

12、本发明的优点

13、本发明的酿酒酵母基因工程菌发酵合成β-法尼烯和α-红没药醇，解决了β-法尼烯和α-红没药醇的生产资源有限的问题，绿色环保，生产成本低。

技术特征：

1.联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体，其特征是所述突变体为来源于菊科黄花蒿的seq id no.2所示氨基酸序列402位酪氨酸突变为丙氨酸。

2.权利要求1的联产β-法尼烯和α-红没药醇的法尼烯合成酶突变体的编码基因。

3.包含权利要求2所述编码基因的重组质粒。

4.包含权利要求3所述重组质粒的酿酒酵母基因工程菌。

5.权利要求4的酿酒酵母基因工程菌在发酵合成β-法尼烯和α-红没药醇中的应用。

技术总结
本发明公开了联产β‑法尼烯和α‑红没药醇的法尼烯合成酶突变体，所述突变体为来源于菊科黄花蒿的SEQ ID NO.2所示氨基酸序列402位酪氨酸突变为丙氨酸。本发明的酿酒酵母基因工程菌发酵合成β‑法尼烯和α‑红没药醇，解决了β‑法尼烯和α‑红没药醇的生产资源有限的问题，绿色环保，生产成本低。

技术研发人员：刘大苗,乔建军,王胜利,李伟国,梁冬梅
受保护的技术使用者：天津大学浙江研究院（绍兴）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8