内源膜相关基因在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用

专利2025-12-06  3


本发明属于生物,具体地说,本发明涉及一种内源膜相关基因在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用。


背景技术:

1、巴斯德毕赤酵母(komagataella phaffii,k.phaffii)(简称毕赤酵母)因其成熟的蛋白分泌表达系统而备受欢迎,并且能够利用甲醇作为唯一的碳源和能源,成为受欢迎的微生物细胞工厂。但甲醇及有毒中间代谢产物的积累对细胞有毒性影响,不利于菌体生长和重组蛋白的大量生成。因此开发能够高效耐受甲醇的毕赤酵母菌株显得尤为重要。

2、最近在提高菌株甲醇耐受的研究中,guo等人通过代谢工程手段修饰毕赤酵母,可以用2%甲醇为碳源在摇瓶中发酵。细胞膜成分对细胞抵御外界压力起到关键作用,因此挖掘酵母内源的甲醇耐受细胞膜元件对于构建人工高甲醇耐受毕赤酵母菌株有一定的意义。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺点与不足,本发明的目的在于提供一种内源膜相关基因在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用。

2、本发明挖掘膜相关甲醇耐受元件,通过过表达毕赤酵母内源膜成分相关基因,构建出甲醇高耐受毕赤酵母工程菌株,从而提高毕赤酵母菌的甲醇耐受性,由此获得的甲醇高耐受毕赤酵母工程菌株能够以甲醇为唯一碳源或者在高浓度甲醇培养基中快速生长并生产酶制剂和高附加值化学品。

3、本发明对膜相关耐受元件进行挖掘,来提高毕赤酵母对于甲醇的耐受能力及其在实际应用中的价值。

4、本发明的目的通过下述技术方案实现:

5、本发明为了提高毕赤酵母的甲醇耐受能力,挖掘甲醇耐受的膜相关关键基因。

6、本发明提供一种内源膜相关基因或其相关生物材料在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用。

7、过表达内源膜相关基因提高毕赤酵母甲醇耐受性。

8、其中,内源膜相关基因为pas_chr1-4_0178,pas_chr1-1_0117,pas_chr3_1073,pas_chr1-4_0547和pas_chr3_0261中的至少一种;上述基因都是毕赤酵母(k.phaffii)gs115的内源基因;

9、进一步的,内源膜相关基因或其相关生物材料在构建高甲醇耐受的毕赤酵母菌株中的应用。

10、pas_chr1-4_0178的genbank号为xp_002490293.1,其编码基因的genbank号为xm_002490248.1;

11、pas_chr1-1_0117的genbank号为xp_002489759.1,其编码基因的genbank号为xm_002489714.1;

12、pas_chr3_1073的genbank号为xp_002493315.1,其编码基因的genbank号为xm_002493270.1;

13、pas_chr1-4_0547的genbank号为xp_002490683.1,其编码基因的genbank号为xm_002490638.1;

14、pas_chr3_0261的genbank号为xp_002492477.1,其编码基因的genbank号为xm_002492432.1。

15、进一步的,所述毕赤酵母为毕赤酵母(k.phaffii)gs115。

16、所述的相关生物材料,为下述生物材料中的任意一种或多种组合:

17、(1)含有上述内源膜相关基因的表达盒;

18、(2)含有上述内源膜相关基因的重组表达载体;

19、(3)含有(1)中所述表达盒的重组表达载体。

20、进一步的,所述重组表达载体的出发载体为毕赤酵母表达载体,包括但不限于ppicza,b,c载体、pgapza,b,c载体等。

21、一种高甲醇耐受的毕赤酵母菌株的构建方法,包括如下步骤:以毕赤酵母为出发菌株,过表达内源膜相关基因,构建得到高甲醇耐受的毕赤酵母菌株。

22、具体包括如下步骤:

23、1)将内源膜相关基因连接至表达载体上,得到重组表达载体;

24、2)将步骤1)获得的重组表达载体线性化,转化至毕赤酵母中,得到高甲醇耐受的毕赤酵母菌株。

25、优选的,步骤1)中,表达载体为毕赤酵母表达载体,包括但不限于ppicza,b,c载体、pgapza,b,c载体等。

26、进一步的,将内源膜相关基因插入至ppicza载体或pgapza载体的ecori和noti之间。

27、优选的,步骤2)中,毕赤酵母为毕赤酵母(k.phaffii)gs115,但不限于此。

28、一种高甲醇耐受的毕赤酵母菌株,通过上述构建方法构建得到。

29、上述高甲醇耐受的毕赤酵母菌株对甲醇的耐受能力显著提高,其在含有2~6%甲醇的bmmy培养基中的生长状态明显优于毕赤酵母gs115。

30、上述高甲醇耐受的毕赤酵母菌株可用于构建耐受甲醇的基因工程菌。

31、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:

32、本发明通过k.phaffii gs115膜相关耐受元件进行挖掘,得到可利用高甲醇的工程菌株,其中过表达pas_chr1-4_0178的菌株在高甲醇浓度培养基中生存能力最佳。本发明得到的甲醇耐受性菌株对构建耐受甲醇的基因工程菌具有重要的理论和实际意义,具有广泛的应用前景。



技术特征:

1.内源膜相关基因或其相关生物材料在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用,其特征在于:过表达内源膜相关基因提高毕赤酵母甲醇耐受性;

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:内源膜相关基因或其相关生物材料在构建高甲醇耐受的毕赤酵母菌株中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于:

4.根据权利要求1~3任一项所述的应用,其特征在于:

5.根据权利要求1~3任一项所述的应用,其特征在于:

6.根据权利要求1~3任一项所述的应用,其特征在于:

7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于:

8.一种高甲醇耐受的毕赤酵母菌株的构建方法,其特征在于:包括如下步骤:以毕赤酵母为出发菌株,过表达权利要求1中所述内源膜相关基因,构建得到高甲醇耐受的毕赤酵母菌株。

9.根据权利要求8所述的构建方法,其特征在于:具体包括如下步骤:

10.一种高甲醇耐受的毕赤酵母菌株,其特征在于:通过权利要求8或9所述的构建方法构建得到。


技术总结
本发明公开一种内源膜相关基因在提高毕赤酵母甲醇耐受性中的应用。本发明通过过表达毕赤酵母内源膜成分相关基因,构建出甲醇高耐受毕赤酵母工程菌株,从而提高毕赤酵母菌的甲醇耐受性,由此获得的甲醇高耐受毕赤酵母菌株能够以甲醇为唯一碳源或者在高浓度甲醇培养基中快速生长并生产酶制剂和高附加值化学品。本发明得到的高甲醇耐受毕赤酵母菌株对甲醇的耐受能力显著提高,在含有2~6%甲醇的BMMY培养基中的生长状态明显优于毕赤酵母GS115。其中过表达PAS_chr1‑4_0178的菌株在高甲醇浓度培养基中生存能力最佳。本发明得到的甲醇耐受性菌株对构建耐受甲醇的基因工程菌具有重要的理论和实际意义,具有广泛的应用前景。

技术研发人员:韩双艳,王帅,张亚萍
受保护的技术使用者:华南理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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