This application involves recombinant production of steviol glycosides. The present invention discloses recombinant microorganisms, plants and plant cells capable of expressing recombinant genes encoding UDP glycosyltransferase (UGT). Such microorganisms, plants or plant cells can produce stevioside glycosides, such as rebaudioside A and/or rebaudioside D, which can be used as natural sweeteners and dietary supplements in foods.
【技术实现步骤摘要】
甜菊醇糖苷类的重组生产本申请是申请日为2012年8月8日、申请号为“201280038853.3”、专利技术名称为“甜菊醇糖苷类的重组生产”的中国专利申请的分案申请,原申请是国际申请PCT/US2012/050021的中国国家阶段申请。相关申请的交叉引用本申请要求以下申请的优先权:2011年8月8日提交的美国申请序列号61/521,084;2011年8月8日提交的美国申请序列号61/521,203;2011年8月8日提交的美国申请序列号61/521,051;2011年8月15日提交的美国申请序列号61/523,487;2011年12月7日提交的美国申请序列号61/567,929以及2012年2月27日提交的美国申请序列号61/603,639,其全部通过引用整体并入本文。
本公开内容涉及甜菊醇糖苷类(steviolglycosides)的重组生产。具体地,本公开内容涉及通过重组宿主例如重组微生物、植物或植物细胞来生产甜菊醇糖苷类例如莱鲍迪苷(rebaudioside)D。本公开内容还提供了包含甜菊醇糖苷类的组合物.本公开内容还涉及用于通过调节角鲨烯(squalene)途径的类萜前体之生物合成来生产类萜的工具和方法。
技术介绍
甜味剂作为最常用于食品、饮料或糖果业的成分是公知的。甜味剂既可以在生产过程中加入最终食品,也可以在适当稀释的情况下作为佐餐甜味剂或者作为烘培中糖的家用替代品来单独使用。甜味剂包括天然甜味剂(例如蔗糖、高果糖玉米糖浆、糖蜜、枫糖浆和蜂蜜)和人工甜味剂(例如阿斯巴甜、糖精和蔗糖素)。甜菊提取物是可以从常青灌木甜叶菊(Steviarebaud ...
【技术保护点】
1.一种产生靶甜菊醇糖苷类或靶甜菊醇糖苷类组合物的方法,其包括使包含甜菊醇、前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物的起始组合物与以下的一种或更多种:a)多肽,其能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13‑O‑葡萄糖、19‑O‑葡萄糖或者13‑O‑葡萄糖和19‑O‑葡萄糖二者的C2’处进行β1,2‑糖基化;b)多肽,其能够对甜菊醇13‑O‑单糖苷进行鼠李糖基化;c)尿苷5’‑二磷酸(UDP)糖基转移酶(UGT)UGT74家族包括UGT74G1多肽的多肽,其能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C‑19羧基处糖基化;d)尿苷5’‑二磷酸(UDP)糖基转移酶(UGT)UGT85家族包括UGT85G1多肽的多肽,其能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C‑13羟基处糖基化;和/或e)多肽,其能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13‑O‑葡萄糖、19‑O‑葡萄糖或者13‑O‑葡萄糖和19‑O‑葡萄糖二者的C3’处进行β1,3‑糖基化;其中所述多肽中的至少一种是重组多肽;以及一种或更多种UDP‑糖在适合一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP‑糖转移到所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上的反应条件下接触,从而 ...
【技术特征摘要】
2011.08.08 US 61/521,084;2011.08.08 US 61/521,203;1.一种产生靶甜菊醇糖苷类或靶甜菊醇糖苷类组合物的方法,其包括使包含甜菊醇、前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物的起始组合物与以下的一种或更多种:a)多肽,其能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化;b)多肽,其能够对甜菊醇13-O-单糖苷进行鼠李糖基化;c)尿苷5’-二磷酸(UDP)糖基转移酶(UGT)UGT74家族包括UGT74G1多肽的多肽,其能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化;d)尿苷5’-二磷酸(UDP)糖基转移酶(UGT)UGT85家族包括UGT85G1多肽的多肽,其能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化;和/或e)多肽,其能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化;其中所述多肽中的至少一种是重组多肽;以及一种或更多种UDP-糖在适合一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-糖转移到所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上的反应条件下接触,从而产生所述靶甜菊醇糖苷类或所述靶甜菊醇糖苷类组合物。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述一种或更多种UDP-糖包括UDP-葡萄糖、UDP-鼠李糖、果糖和/或UDP-木糖。3.根据权利要求1所述的方法,其中所述靶甜菊醇糖苷类包括甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-1,2-二糖苷、甜菊醇-1,3-二糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜菊苷、1,3-甜菊苷、甜叶悬钩子苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、杜尔可苷A、甜菊醇单葡萄糖苷、甜菊醇鼠李糖苷或甜菊醇木糖苷。4.根据权利要求1所述的方法,其中所述靶甜菊醇糖苷类组合物包含甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-1,2-二糖苷、甜菊醇-1,3-二糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜菊苷、1,3-甜菊苷、甜叶悬钩子苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、莱鲍迪苷C、莱鲍迪苷D、莱鲍迪苷E、莱鲍迪苷F、杜尔可苷A、甜菊醇单葡萄糖苷、甜菊醇鼠李糖苷和/或甜菊醇木糖苷、或者其组合。5.根据权利要求1所述的方法,其中a)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、甜菊醇-1,2-二糖苷、甜菊苷或莱鲍迪苷B、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、和/或能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷A;或者b)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷或甜菊醇-1,2-二糖苷、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、和/或能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷B;或者c)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、甜菊醇-1,2-二糖苷、或甜菊苷、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、和/或能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷E;或者d)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、甜菊醇-1,2-二糖苷、甜菊苷、莱鲍迪苷A、莱鲍迪苷B、或莱鲍迪苷E、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、和/或能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷D;或者e)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、或甜菊醇-1,2-鼠李二糖苷、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖和UDP-鼠李糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、和/或鼠李糖合成酶(RHM2)多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-葡萄糖和UDP-鼠李糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生杜尔可苷A;或者f)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、甜菊醇-1,2-鼠李二糖苷、或杜尔可苷A、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖和UDP-鼠李糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、鼠李糖合成酶(RHM2)多肽、和/或能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-葡萄糖和UDP-鼠李糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷C;或者g)所述前体甜菊醇糖苷类是甜菊醇-13-O-葡萄糖苷、甜菊醇-19-O-葡萄糖苷、甜叶悬钩子苷、1,2-甜菊醇木糖苷、或甜菊醇-1,2-木糖二苷、或者其混合物,所述一种或更多种UDP-糖是UDP-葡萄糖和UDP-木糖,所述甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类或其混合物与能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-13羟基处糖基化的多肽、能够使甜菊醇或所述前体甜菊醇糖苷类在其C-19羧基处糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽、能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C3’处进行β1,3-糖基化的多肽相接触、UDP-葡萄糖脱氢酶(UGD1)多肽、和/或UDP-葡糖醛酸脱羧酶(UXS3)多肽;并且在所述一种或更多种糖部分从所述一种或更多种UDP-葡萄糖和UDP-木糖转移到甜菊醇、所述前体甜菊醇糖苷类和/或其混合物上之后产生莱鲍迪苷F。6.根据权利要求1所述的方法,其中在已转化有编码所述能够对所述前体甜菊醇糖苷类的13-O-葡萄糖、19-O-葡萄糖或者13-O-葡萄糖和19-O-葡萄糖二者的C2’处进行β1,2-糖基化的多肽之基因的通透化重组宿主细胞中产生所述靶甜菊醇糖苷类或所述靶甜菊醇糖苷类组合物,所述基因与SEQIDNO:152中所示氨基酸序列具有至少80%的同一性。7.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法是体外方法,其还包括提供所述一种或更多种UDP-糖和/或无细胞系统用于所述一种或更多种UDP-糖的再生。8.根据权利要求7所述的方法,其中所述体外方法是酶促体外方法或全细胞体外方法。9.根据权利要求8所述的方法,其中所述全细胞体外方法包括将包含所述一种或更多种UDP-糖和一种或更多种底物的原材料喂食给全细胞。10.根据权利要求9所述的方法,其中用于所述全细胞体外方法的全细胞具有降低的降解外源蔗糖的能力。11.根据权利要求9所述的方法,其中用于所述全细胞体外方法的全细胞包含一种或更多种编码以下的重组基因:蔗糖合酶(SUS)多肽、蔗糖转运蛋白多肽、鼠李糖合成酶(RHM2)多肽、UDP-葡萄糖脱氢酶(UGD1)多肽、或UDP-葡糖醛酸脱羧酶(UXS3)多肽。12.根据权利要求11所述的方法,其中(a)所述蔗糖转运蛋白多肽由拟南芥(Arabidopsisthaliana)SUS1基因或其功能同源物编码;(b)所述SUS多肽由小果咖啡(Coffeaarabica)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)或甜叶菊(Steviarebaudiana)SUS1基因或其功能同源物编码;(c)所述RHM2多肽包括拟南芥(Arabidopsisthaliana)RHM2多肽;(d)所述UGD1多肽包括拟南芥(Arabidopsisthaliana)UGD1多肽或新型隐球菌(Cryptococcusneoformans)UGD1多肽;和/或(e)所述UXS3多肽包括拟南芥(Arabidopsisthaliana)UXS3多肽或新型隐球菌(Cryptococcusneoformans)UXS3多肽。13.根据权利要求11所述的方法,其中(a)所述蔗糖转运蛋白多肽包括与SEQIDNO:179中所示氨基酸序列具有至少90%同一性的蔗糖转运蛋白多肽;和/或(b)所述SUS多肽由核苷酸序列编码,所述核苷酸序列与SEQIDNO:175-177中任一个所示核苷酸序列具有至少90%的同一性,或者所述SUS多肽的氨基酸序列与SEQI...
【专利技术属性】
技术研发人员:延斯·霍顿拉森,保拉·M·希克斯,迈克尔·内斯比,通格·托马斯·厄斯特高,约恩·汉森,迈克尔·达尔格德米克尔森,汉森·埃斯本·哈尔克耶尔,埃内斯托·西蒙,萨比娜·德安德雷德佩雷拉塔瓦雷斯,
申请(专利权)人:埃沃尔瓦公司,
类型:发明
国别省市:瑞士,CH
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