一種在細胞與建構類胡蘿蔔素及其衍生物之生物合成途徑的方法
更新時間: 2024-03-19 11:55:07
一種在細胞與建構類胡蘿蔔素及其衍生物之生物合成途徑的方法
本院覽號
30A-1030312
智財權狀態
TW I681052、US 10865397 B2、JP 6964622、CA 3109156、US 11,781,124 B2、智利 67.759、EP 3460044
摘要
本發明係設計一多基因組合並適當地表達在一宿主中,以生產目標代謝產物,特別以產製蝦紅素之多基因組合生產蝦紅素之細胞工廠為例,且基於抗氧化功效可改善宿主細胞對逆境壓力之耐受性及增加量產乙醇或漿果赤黴素III。
技術優勢
- 既有技術之缺點:現有之技術無法以生物合成方式有效地,具有經濟效益地大量生產蝦紅素。又化學合成之類胡蘿蔔素製作過程產生環境污染量高,其化學合成的蝦紅素有不具功效的異構物的問題,所以其化學合成之產物不被食品醫藥市場所接受。
- 利用PGASO技術同時表現蝦紅素代謝途徑相關基因,此技術優於其它多基因表現系統,包含利用不同物種來源之多基因組合,可累積較高前趨物含量,正確產物構型等,並設計適當之基因表現比例,得以克服現有技術之缺失,能生產大量蝦紅素,具經濟效益及產業發展性。
- 透過合成生物學技術PGASO,設計轉殖多基因組於宿主基因體內,並使其於適當的反應條件下各基因有最佳的表現比例。這種設計過的基因卡匣可以用於製造其他類胡蘿蔔素及其異構物,以及適用在許多宿主中。
- 化學合成蝦紅素其構型無法被動物吸收,而利用本發明可增加最有效3S, 3S’-astaxanthin的產量。
- 據此發明生產蝦紅素的宿主,可增加宿主對逆境壓力的耐受性,在生產蝦紅素及其衍生物的同時,可生產其它高經濟價值然而其前驅物具毒性的生物合成產物。
應用範圍
本發明的應用範圍可分為PGASO技術與蝦紅素兩方面:
- PGASO技術應用於合成生物學,可依預期的方式表現出特定途徑以便使一個生物體執行新的功能。可用於協助細胞內或細胞外生物催化反應的加速,及用於特定藥物的生物合成或修飾。
- 此技術可應用在許多物種上進行基因組設計並創造許多特殊用途,包含生物能源、製藥、食品工業、農業及醫療等。使一個生物體可以表現出新功能或製造天然藥物、替代性能源等高經濟價值的產物。
- 蝦紅素及其前驅物或衍生物屬類胡蘿蔔素,蝦紅素(astaxanthin)較其他類胡蘿蔔素(如維生素E與β-胡蘿蔔素)有更高的抗氧化活性,具有高商業潛力,可以用於水產養殖、 醫藥、美妝產品及食品工業上。
- 蝦紅素是類胡蘿蔔素市場上最有價值的產品,多使用於養殖鮭魚和鱒魚的飼料添加劑及其他商業用途。此外,蝦紅素亦可做為食品色素或增色劑,使蛋黃或動物增加色澤。
- 蝦紅素為超強抗氧化劑,可保護脂類過氧化反應,且已被應用於治療類風濕關節炎、心臟病、帕金森氏症、阿茲海默症、癌症和中風等用途。
- 含抗氧化的類胡蘿蔔素可以提升細胞的逆境耐受度,此策略可以用來搭配生產酒精或其他高單價物質的細胞工廠。
創作人
李文雄、黃介辰、程凱若、張瑞仁、林浩業、林玉儒

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