虾青素是一种天然类胡萝卜素色素，具有强大的抗氧化活性，可用于医药、保健食品、化妆品等，具有巨大的市场价值。食用富含类胡萝卜素的水果和蔬菜可以降低许多疾病的风险。与其他类胡萝卜素相比，酮类胡萝卜素——虾青素具有强大的抗氧化性能，因此已成为一种具有商业价值的化合物。天然存在于某些藻类、细菌和一些属植物的花中，但这些生物中含量太少，提取成本很高。
微生物生产虾青素有着良好的前景。微生物合成的虾青素具有抗氧化性更强、副产物少、对人体危害小等优点。在虾青素的生物合成路径中，最后一步反应为β-胡萝卜素在β胡萝卜素酮糖酶（CrtW）和β-胡萝卜素羟化酶（CrtZ）共同催化作用下生成虾青素。由于酮化和羟化的顺序不同，导致此步有多种副产物产生，也为其合成提出了挑战。
     筛选与诱变相结合是实现全局性变异以及发现更多分子靶标的有力工具。本研究应用了一种综合方法，将异源模块工程筛选与常压室溫等离子体（atmospheric and room temperature plasma）诱变相结合，以促进酿酒酵母的虾青素生产。
研究首先进行菌株筛选，发现与源自Alcaligenes的菌株PC-1（携带β-胡萝卜素羟化酶CrtZ）相比，源自Agrobacterium aurantiacum的菌株（携带新CrtZ）将虾青素产量提高到了1.78倍。同时对引入新的CrtZ（β-胡萝卜素羟化酶）-CrtW（β-胡萝卜素酮糖酶）异源组合，将虾青素含量从66.6%增加到88.7%。
通过ARTP诱变，虾青素的产量进一步提高了0.83倍（至10.1mg / g DCW），这是至实验报道为止酵母在摇瓶中的最高产量。
研究还通过比较基因组学分析首次发现了与虾青素生物合成相关的三个潜在靶点（CSS1，YBR012W-B和DAN4）。研究指出，CSS1由于其对虾青素生物合成影响之关键，是非常有希望进一步开发的分子靶点。
在5 L四联发酵罐系统（上海联环生物工程设备有限公司生产的平等发酵系统）中利用葡萄糖限制策略进行虾青素生产培养。生产阶段将100 µL种子接种至50 ml SD培养基中，并在30°C，250 rpm条件下过夜预培养。再将预培养种子接种至200ml 新的SD培养基中，直至中期指数生长期。随即转移至5 L 生物反应器中继续培养。同样保持在30°C条件下，pH自动控制保持恒定，溶氧始终控制在30%（后期将转速400提升至800 rpm），葡萄糖浓度每3h进行一次测定。重复收集样品以确定细胞密度，葡萄糖浓度，乙醇浓度和虾青素产量。
最终，获得217.9mg / L虾青素（虾青素含量为89.4%，虾青素产率高达13.8mg / g DCW），且无需添加任何诱导剂。研究不仅打破了酵母虾青素生产（发表时的）最高纪录，还发现了可诱导异戊二烯类化合物过度生产的潜在微生物分子靶点池。
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