植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成关键基因LpispA的功能鉴定

类胡萝卜素具有抗氧化和抗肿瘤等多种重要生理活性。与化学合成法和植物提取法相比较,利用微生物法合成新型的、高价值的类胡萝卜素,具有食用安全和经济可行等优势。植物乳植杆菌作为天然C_(30)类胡萝卜素来源的几种细菌之一,其类胡萝卜素生物合成途径却尚未被阐明清楚。该论文基于转录组数据对一株海洋源植物乳植杆菌中的LpispA基因进行克隆、绘制系统进化树,并构建了类胡萝卜素合成功能互补的大肠杆菌表达系统pAC-BETA∆E-ispA,再采用紫外可见光谱法和反相高效液相色谱法验证产物成分。结果表明,植物乳植杆菌LpispA与桃色欧文氏菌的亲缘关系最近;构建的大肠杆菌工程菌株pAC-BETA∆E-ispA的β-胡萝卜素(C_(40))产量为0.05 mg/g DCW。因此,LpispA在大肠杆菌功能互补表达系统中成功表达了Geranylgeranyl Pyrophosphate(GGPP)合成酶的活性,也即说明LpispA在细菌类胡萝卜素合成途径中可作为类胡萝卜素合成多功能酶,共同参与C_(30)和C_(40)类胡萝卜素的合成。该研究为植物乳植杆菌类胡萝卜素生物合成机制研究和利用植物乳植杆菌作为类胡萝卜素补充剂的应用奠定了实验基础。