CRISPR/Cas9改造釀酒酵母萜類合成通路以提高α-香樹脂醇的產(chǎn)量
發(fā)布時(shí)間:2023-05-07 13:12
目的:萜類化合物(Terpenoids)為主要存在于植物的根、莖、花、葉、花、果實(shí)中的天然產(chǎn)物。三萜及三萜皂苷是由6個(gè)異戊二烯單元組成的萜類化合物,化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,藥理活性多樣。烏索烷型三萜皂苷是由α-香樹脂醇(α-amyrin)衍生而來的五環(huán)三萜類化合物。多種烏索烷型三萜,如熊果酸、18-去氫烏索酸等,具有抗菌消炎、抗血栓、保肝等生物學(xué)活性,有著較高的藥物開發(fā)價(jià)值?纱蠖鄶(shù)植物所含的三萜及三萜皂苷組成成分復(fù)雜,含量不均,分離提純提取困難,嚴(yán)重限制了它們的開發(fā)與利用。近年來,隨著合成生物學(xué)的發(fā)展,異源生物合成使得大量獲得有藥用價(jià)值的天然活性成分成為了可能。因此,本論文根據(jù)合成生物學(xué)的原理,以釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)WAT11為宿主,并結(jié)合酵母內(nèi)源萜類合成通路相關(guān)關(guān)鍵酶基因的調(diào)控,構(gòu)建高產(chǎn)α-amyrin的酵母菌株,為后期構(gòu)建完整的三萜皂苷合成通路,并實(shí)現(xiàn)在釀酒酵母中持續(xù)、大量生產(chǎn)熊果酸、18-去氫烏索酸等烏索烷型三萜化合物奠定基礎(chǔ)。方法:1.WAT11基因編輯靶點(diǎn)分析通過查閱文獻(xiàn),明確本實(shí)驗(yàn)室保存的釀酒酵母菌種WAT11的營養(yǎng)缺陷型。在NCBI上搜索各...
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
英文縮略詞表
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻(xiàn)研究
1 植物萜類化合物的研究進(jìn)展
1.1 三萜皂苷簡介
1.2 三萜皂苷生物合成研究
1.3 α-amyrin與其它烏索烷型萜類的研究進(jìn)展
2 合成生物學(xué)與代謝工程
2.1 合成生物學(xué)簡介
2.2 代謝工程簡介
2.3 合成生物學(xué)與代謝工程的應(yīng)用
3 基于釀酒酵母系統(tǒng)的萜類合成生物學(xué)研究進(jìn)展
3.1 酵母內(nèi)源MVA途徑研究及改造
3.2 在萜類藥效活性成分代謝工程中的應(yīng)用
4 基因編輯技術(shù)
4.1 ZFNs和TALENs基因組編輯技術(shù)
4.2 CRISPR/Cas9技術(shù)
5 課題組前期基礎(chǔ)與研究思路
5.1 課題組前期基礎(chǔ)
5.2 本課題研究思路
第二章 材料和方法
1 材料
1.1 菌株
1.2 主要試劑
1.3 主要儀器設(shè)備
1.4 培養(yǎng)基配制
1.5 酵母轉(zhuǎn)化試劑
1.6 常用軟件
2 方法
2.1 菌株的培養(yǎng)
2.2 釀酒酵母WAT11基因組分析
2.3 CRISPR/Cas9基因插入與敲除
2.4 酵母生長情況與代謝產(chǎn)物檢測
2.5 pEXPR/IaAS1質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化
2.6 IaAS1表達(dá)盒的基因敲入
2.7 釀酒酵母香樹脂醇產(chǎn)量檢測
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1 CRISPR/Cas9靶位點(diǎn)分析
1.1 釀酒酵母WAT11基因組分析
1.2 小結(jié)與討論
2 WAT11單基因編輯衍生菌株的構(gòu)建與考察
2.1 WAT11t/f/s/i1/i2/Δg菌株的構(gòu)建
2.2 WAT11t/f/s/i1/i2/Δg的生長曲線繪制
2.3 菌株角鯊烯產(chǎn)量的比較
2.4 小結(jié)與討論
3 WAT11多基因編輯衍生菌株的構(gòu)建與考察
3.1 WAT11tf/ti1/ts菌株的構(gòu)建
3.2 WAT11tf/ti1/ts的生長曲線繪制
3.3 角鯊烯產(chǎn)量的比較
3.4 乙酰輔酶A合酶的引入
3.5 WAT11tfA菌株生長曲線繪制
3.6 角鯊烯產(chǎn)量的比較
3.7 小結(jié)與討論
4 α-amyrin的細(xì)胞工廠構(gòu)建
4.1 IaAS1基因表達(dá)盒的制備
4.2 WAT11tfAX菌株構(gòu)建與WAT11tfA游離質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
4.3 各菌株的香樹脂醇產(chǎn)量比較
4.4 小結(jié)與討論
結(jié)語
1 結(jié)論
2 創(chuàng)新點(diǎn)
3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
在校期間發(fā)表論文和參與科研情況
致謝
附件
本文編號(hào):3810635
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
英文縮略詞表
摘要
Abstract
引言
第一章 文獻(xiàn)研究
1 植物萜類化合物的研究進(jìn)展
1.1 三萜皂苷簡介
1.2 三萜皂苷生物合成研究
1.3 α-amyrin與其它烏索烷型萜類的研究進(jìn)展
2 合成生物學(xué)與代謝工程
2.1 合成生物學(xué)簡介
2.2 代謝工程簡介
2.3 合成生物學(xué)與代謝工程的應(yīng)用
3 基于釀酒酵母系統(tǒng)的萜類合成生物學(xué)研究進(jìn)展
3.1 酵母內(nèi)源MVA途徑研究及改造
3.2 在萜類藥效活性成分代謝工程中的應(yīng)用
4 基因編輯技術(shù)
4.1 ZFNs和TALENs基因組編輯技術(shù)
4.2 CRISPR/Cas9技術(shù)
5 課題組前期基礎(chǔ)與研究思路
5.1 課題組前期基礎(chǔ)
5.2 本課題研究思路
第二章 材料和方法
1 材料
1.1 菌株
1.2 主要試劑
1.3 主要儀器設(shè)備
1.4 培養(yǎng)基配制
1.5 酵母轉(zhuǎn)化試劑
1.6 常用軟件
2 方法
2.1 菌株的培養(yǎng)
2.2 釀酒酵母WAT11基因組分析
2.3 CRISPR/Cas9基因插入與敲除
2.4 酵母生長情況與代謝產(chǎn)物檢測
2.5 pEXPR/IaAS1質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化
2.6 IaAS1表達(dá)盒的基因敲入
2.7 釀酒酵母香樹脂醇產(chǎn)量檢測
第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1 CRISPR/Cas9靶位點(diǎn)分析
1.1 釀酒酵母WAT11基因組分析
1.2 小結(jié)與討論
2 WAT11單基因編輯衍生菌株的構(gòu)建與考察
2.1 WAT11t/f/s/i1/i2/Δg菌株的構(gòu)建
2.2 WAT11t/f/s/i1/i2/Δg的生長曲線繪制
2.3 菌株角鯊烯產(chǎn)量的比較
2.4 小結(jié)與討論
3 WAT11多基因編輯衍生菌株的構(gòu)建與考察
3.1 WAT11tf/ti1/ts菌株的構(gòu)建
3.2 WAT11tf/ti1/ts的生長曲線繪制
3.3 角鯊烯產(chǎn)量的比較
3.4 乙酰輔酶A合酶的引入
3.5 WAT11tfA菌株生長曲線繪制
3.6 角鯊烯產(chǎn)量的比較
3.7 小結(jié)與討論
4 α-amyrin的細(xì)胞工廠構(gòu)建
4.1 IaAS1基因表達(dá)盒的制備
4.2 WAT11tfAX菌株構(gòu)建與WAT11tfA游離質(zhì)粒轉(zhuǎn)化
4.3 各菌株的香樹脂醇產(chǎn)量比較
4.4 小結(jié)與討論
結(jié)語
1 結(jié)論
2 創(chuàng)新點(diǎn)
3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
在校期間發(fā)表論文和參與科研情況
致謝
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本文編號(hào):3810635
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