基于转录因子Mga2调控的酿酒酵母产长链单不饱和脂肪酸的研究
长链单不饱和脂肪酸是生物体油脂的常见成分，参与多种代谢过程。其中棕榈油酸(C16∶1△9)在营养学和医学应用上具有重要意义，对糖尿病，心脑血管疾病具有一定疗效。目前棕榈油酸主要来源于少数野生植物及海洋鱼类，来源受到严重限制，因此对其微生物来源的开发十分必要。 本课题以酿酒酵母为研究对象，研究了转录因子Mga2对酿酒酵母脂肪酸合成代谢的调控机制，探究了脂肪酸延长酶基因对酿酒酵母C16∶1△9积累的影响，优化了酿酒酵母产C16∶1△9的发酵条件。 1、通过构建MGA2过表达菌株并进行转录组分析，初步确定了Mga2对酿酒酵母不饱和脂肪酸合成过程的调控作用。结果显示，过表达MGA2导致△9去饱合酶基因OLE1、乙酰-CoA羧化酶基因ACC1、脂肪酸合成酶基因FAS1等脂肪酸合成过程中的关键基因表达水平上调。 2、探究MGA2过表达与截短MGA2对酿酒酵母生长和单不饱和脂肪酸合成的影响。胁迫耐受性结果表明，MGA2过表达工程菌在乙醇和NaCl胁迫的环境下比对照菌株生长更好，且对饥饿和抗生素的应对能力更强，对过氧化氢胁迫也更为敏感。而截短MGA2表达菌株对乙酸表现出了更强的耐受性。摇瓶发酵结果表明，过表达MGA2菌株的C16∶1△9含量相对于对照菌株有所降低。而截短MGA2对酿酒酵母单不饱和脂肪酸的合成具有促进作用，其中YS58-MGA2(529aa)菌株的单不饱和脂肪酸含量最高可达83.61％(v/v)。相较于全长菌株，MGA2(706aa)、MGA2(529aa)菌株的C16∶1△9含量明显增加，提高了9.70％左右。 3、探究MGA2与外源脂肪酸延长酶基因KCS共表达对酿酒酵母C16∶1△9积累的影响。KCS与MGA2双基因表达明显提高了酿酒酵母C16∶1△9的积累量，达到47.34％(v/v)，相较于对照菌株提高21.41％。MGA2与KCS、FAE三基因表达对酵母C16∶1△9的积累影响较小。在截短MGA2与KCS共表达菌株中，C16∶1△9的含量达48.17％(v/v)，相较于对照菌株提高了23.36％左右。 4、优化了工程菌产C16∶1△9的条件。单因素实验结果表示发酵时间及初始pH值对C16∶1△9含量影响显著，外源添加生物素和Asn对棕榈油酸产量均有正面影响。最终通过响应面优化法构建的模型预测了最佳条件，使得工程菌棕榈油酸含量最高可达53.12％(v/v)。
长链单不饱和脂肪酸;转录因子;棕榈油酸;胁迫耐受性;酿酒酵母;调控机制
北京化工大学
硕士
生物工程
刘军锋;张海江
2021
中文
Q547
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）