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作者：梅世豪;张嵩林;邵明龙;饶志明;
单位：江南大学生物工程学院;
摘要：甾体化合物是含有环戊烷多氢菲碳骨架的特殊天然产物，也是第二大类药物。孕烯醇酮是合成甾体化合物的重要前体，其生物合成依赖于细胞色素P450 scc侧链降解系统，该系统由单加氧酶CYP11A1和电子传递链AdX、AdR组成。与昂贵且低效的化学转化法不同，微生物从头合成孕烯醇酮具有潜力，但路径复杂，调控繁琐。该研究基于已获得高产菜油甾醇的酿酒酵母菌株，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，将密码子优化的CYP11A1整合进酿酒酵母基因组。同时采用组分配对策略，筛选了不同来源的CYP11A1、AdX和AdR,最终选定短尾猫(Lynx rufus)来源的CYP11A1和解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)来源的AdR/AdX组成的细胞色素P450 scc侧链降解系统。在此基础上筛选了8种酿酒酵母强启动子与CYP11A1基因进行组合，结果显示以TEF1p为启动子时菜油甾醇的产量最高达12.28 mg/L。接着增强酿酒酵母上游甾醇合成途径的表达，发酵产量达到38.75 mg/L。最终，通过5 L发酵罐进行补料分批发酵，实现了116.43 mg/L菜油甾醇产量。该研究不仅突出了细胞色素P450 scc系统组分配对方法的优势，也为其他类固醇生产提供了可行平台。
关键词：酿酒酵母;;孕烯醇酮;;合成生物学;;甾体化合物;;CRISPR/Cas9
基金资助：国家重点研发计划项目(2019YFA0905300);; 国家自然科学基金项目(31700041);; 2020年度科研计划青年基金项目(JUSRP12017)
