异源合成黄酮类化合物的宿主细胞及其应用

技术特征：
1.一种用于合成黄芩素、野黄芩素类化合物的原核细胞，其包括外源的下组酶的编码基因：黄酮6-羟化酶，细胞色素p450氧化还原酶，苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶a连接酶、查尔酮合成酶、查尔酮异构酶和黄酮合成酶i；且所述酶被表达后，苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a连接酶构成复合体。2.一种用于合成白杨素类化合物的原核细胞，其包括外源的下组酶的编码基因：苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸辅酶a连接酶、查尔酮合成酶、查尔酮异构酶和黄酮合成酶i；且所述酶被表达后，苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a连接酶构成复合体。3.如权利要求1或2所述的原核细胞，其特征在于，所述的苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a连接酶的复合体包括：苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a通过蛋白-蛋白相互作用结构域及其配体的结合而靠近，获得复合体；或苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a连接酶直接连接或通过连接子连接、获得融合蛋白形式的复合体。4.如权利要求3所述的原核细胞，其特征在于，所述蛋白-蛋白相互作用结构域包括选自下组的结构域：pdz结构域，sh3结构域，ww结构域，lim结构域，dd结构域，ph结构域，eh结构域，gbd结构域。5.如权利要求3所述的原核细胞，其特征在于，所述蛋白-蛋白相互作用结构域包括pdz结构域，其配体为pdz ligand；所述苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a分别与所述pdz结构域及其配体融合；较佳地，所述苯丙氨酸解氨酶与pdz融合、所述4-香豆酸辅酶a与pdz ligand融合；更佳地，所述苯丙氨酸解氨酶与pdz融合时还包括以er/k连接子连接，所述4-香豆酸辅酶a与pdz ligand融合时还包括以(ggggs)2连接子连接。6.如权利要求3所述的原核细胞，其特征在于，所述蛋白-蛋白相互作用结构域包括sh3结构域，其配体为sh3 ligand；所述苯丙氨酸解氨酶和4-香豆酸辅酶a分别与所述sh3结构域及其配体融合；较佳地，所述苯丙氨酸解氨酶与sh3融合、所述4-香豆酸辅酶a与sh3 ligand融合；更佳地，所述苯丙氨酸解氨酶与sh3融合时还包括以er/k连接子连接，所述4-香豆酸辅酶a与sh3 ligand融合时还包括以(ggggs)2连接子连接。7.如权利要求5或6所述的原核细胞，其特征在于，所述苯丙氨酸解氨酶与pdz融合时，所述苯丙氨酸解氨酶位于n端，所述pdz位于c端；或所述4-香豆酸辅酶a与pdz ligand融合时，所述pdz ligand位于n端，所述4-香豆酸辅酶a位于c端；或所述苯丙氨酸解氨酶与sh3融合时；所述苯丙氨酸解氨酶位于n端，所述sh3位于c端；或所述4-香豆酸辅酶a与sh3 ligand融合时，所述sh3 ligand位于n端，所述4-香豆酸辅酶a位于c端。8.如权利要求1所述的原核细胞，其特征在于，所述细胞中还包括外源的促进丙二酰coa生成的酶的编码基因；较佳地，包括matc，matb，acs，fabf。9.如权利要求1所述的原核细胞，其特征在于，所述的原核细胞为大肠杆菌细胞。10.如权利要求1～9任一所述的原核细胞，其特征在于，所述细胞中还包括外源的促进苯丙氨酸合成的酶的编码基因；较佳地，包括：arog，phea；更佳地，所述phea为第976位由a突变为c的基因；更佳地，所述arog为第436位由g突变为a的基因。
11.权利要求1、3～10任一所述的原核细胞的应用，用于合成黄芩素或野黄芩素类化合物。12.权利要求2、3～10任一所述的原核细胞的应用，用于合成白杨素类化合物。13.一种合成黄芩素或野黄芩素类化合物的方法，包括：提供权利要求1、3～10任一所述的原核细胞，以式(i)为底物，合成黄芩素或野黄芩素类化合物；其中，r包括h或oh。14.一种合成白杨素类化合物的方法，包括：提供权利要求2、3～10任一所述的原核细胞，以式(i)为底物，合成白杨素类化合物；其中，r包括h或oh。15.一种合成黄芩素类化合物或白杨素类化合物的方法，包括：提供权利要求10所述的原核细胞，以葡萄糖为底物，合成黄芩素类化合物或白杨素类化合物。16.如权利要求13～15任一所述的方法，其特征在于，在引入细胞时，所述pdzligand、4-香豆酸辅酶a连接酶、苯丙氨酸解氨酶、er/k、pdz、黄酮合成酶i、查尔酮合成酶、查尔酮异构酶的编码基因位于一个构建体中；所述黄酮6-羟化酶，细胞色素p450氧化还原酶的编码基因位于一个构建体中，较佳地还包括2b1基因；所述matc，matb，acs，fabf的编码基因位于一个构建体中；所述sh3lig，4-香豆酸辅酶a连接酶，苯丙氨酸解氨酶，er/k，sh3，查尔酮合成酶的编码基因位于一个构建体中；所述查尔酮异构酶，黄酮合成酶i的编码基因位于一个构建体中；或所述matc、matb、acs、fabf的编码基因，第976位由a突变为c的phea基因，第436位由g突变为a的arog基因位于一个构建体中。17.一种试剂盒，其包括权利要求1～10任一所述的重组的宿主细胞。18.一种试剂盒，其包括：包含pdzligand、4-香豆酸辅酶a连接酶、苯丙氨酸解氨酶、er/k、pdz、黄酮合成酶i、查尔酮合成酶、查尔酮异构酶的编码基因的构建体；包含黄酮6-羟化酶，细胞色素p450氧化还原酶的编码基因的构建体；较佳地所述构建体还包含2b1基因；包含matc，matb，acs，fabf的编码基因的构建体；包含sh3lig，4-香豆酸辅酶a连接酶，苯丙氨酸解氨酶，er/k，sh3，查尔酮合成酶的编码基因的构建体；包含查尔酮异构酶，黄酮合成酶i的编码基因的构建体；
包含matc、matb、acs、fabf的编码基因，第976位由a突变为c的phea基因，第436位由g突变为a的arog基因的构建体。19.一种试剂盒，其包括：包含pdzligand、4-香豆酸辅酶a连接酶、苯丙氨酸解氨酶、er/k、pdz、黄酮合成酶i、查尔酮合成酶、查尔酮异构酶的编码基因的构建体；包含matc，matb，acs，fabf的编码基因的构建体；包含sh3lig，4-香豆酸辅酶a连接酶，苯丙氨酸解氨酶，er/k，sh3，查尔酮合成酶的编码基因的构建体；包含查尔酮异构酶，黄酮合成酶i的编码基因的构建体；包含matc、matb、acs、fabf的编码基因，第976位由a突变为c的phea基因，第436位由g突变为a的arog基因的构建体。20.如权利要求17～19任一所述的试剂盒，其特征在于，其中还包括：葡萄糖；或，式(i)底物；其中，r包括h或oh。

技术总结
本发明提供了一种异源合成黄芩素、野黄芩素类或白杨素类化合物的宿主细胞及其应用。本发明提供了新型的黄芩素、野黄芩素类化合物或白杨素类化合物生物合成的优化改造，可实现以原核生物为底盘利用酶自组装技术合成黄芩素、野黄芩素和白杨素类化合物，以及实现利用葡萄糖从头合成黄芩素类化合物。本发明也揭示了优化改造后的宿主细胞及其应用。化改造后的宿主细胞及其应用。


技术研发人员：王勇 李建华 计东尼
受保护的技术使用者：中国科学院分子植物科学卓越创新中心
技术研发日：2021.01.05
技术公布日：2022/7/9