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利用无标记基因操作方法进行遗传操作,可以实现筛选标记的回收和重复使用,便于对同一宿主进行多次遗传改造。为了在毕赤酵母(PichiaPastoris)中高效合成S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM),本课题在本实验室前期所构建SAM高产菌DS16(过表达高活性的重组SAM合成酶)的基础上,建立无标记基因操作方法,并利用此方法进一步优化重组毕赤酵母中的SAM合成。 以博来霉素抗性(Zeocinresistance,ZeoR)和毒蛋白MazF分别作为正向和反向筛选标记,构建无标记基因操作单元CYCTT-MazF-ZeoR-CYCTT。含有此单元的载体通过两侧同源序列定点整合到P.Pastoris染色体上,反向筛选标记MazF在AOX启动子调控下,受甲醇诱导表达可抑制细胞生长。经传代和甲醇筛选后,可实现两侧正向重复序列CYCTT之间发生同源重组,获得无标记基因的重组菌,有效回收筛选标记。 以DS16为出发菌,利用强度较弱的启动子G12替换SAM转化代谢途径中的β-胱硫醚合成酶(Cystathionine-β-synthase,CBS)基因cys4启动子,弱化CBS表达,得到重组菌G/CG。与DS16相比,在摇瓶发酵过程中,G/CG的生长和SAM合成酶活性未受影响,SAM产量提高54%。 敲除DS16中SAM另一转化途径中的S-腺苷甲硫氨酸脱羧酶基因spe2,并在其位点插入能促进氧传递和ATP合成的透明颤菌血红蛋白基因vgb,得到分别由甲醇诱导型启动子AOX1和低氧诱导型启动子PsADH2调控vgb表达的重组菌DS16/DsvA和DS16/DsvP。摇瓶培养的结果表明,spe2基因的敲除未造成重组菌营养缺陷。与出发菌相比,DS16/DsvP和DS16/DsvA的细胞干重分别提高11.8%和23.1%,单位菌体SAM产量分别提高17.7%和37.3%。