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ES3014660A1 - Recombinant Saccharomyces cerevisiae for serotonin production (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Recombinant Saccharomyces cerevisiae for serotonin production (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) Download PDF

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ES3014660A1
ES3014660A1 ES202330862A ES202330862A ES3014660A1 ES 3014660 A1 ES3014660 A1 ES 3014660A1 ES 202330862 A ES202330862 A ES 202330862A ES 202330862 A ES202330862 A ES 202330862A ES 3014660 A1 ES3014660 A1 ES 3014660A1
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ES
Spain
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enzyme
nucleotide sequence
amino acid
aro4
seq
Prior art date
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Withdrawn
Application number
ES202330862A
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Spanish (es)
Inventor
Navarro Jose Manuel Guillamon
Calvo Sara Muniz
Garcia Elena Valera
Carcel Andres Planells
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Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
Original Assignee
Consejo Superior de Investigaciones Cientificas CSIC
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Publication date
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Abstract

Saccharomyces cerevisiae recombinante para la producción de serotonina. La presente invención se refiere a una célula de Saccharomyces cerevisiae recombinante que comprende las secuencias de nucleótidos que codifican para una enzima L-triptófano descarboxilasa, una enzima triptamina 5-hidroxilasa y una enzima modificada ARO4 K229L, donde dicha célula tiene la capacidad de producir serotonina a partir de una fuente de carbono simple como la glucosa y de amonio como fuente de nitrógeno.Recombinant Saccharomyces cerevisiae for the production of serotonin. The present invention relates to a recombinant Saccharomyces cerevisiae cell comprising the nucleotide sequences encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme, a tryptamine 5-hydroxylase enzyme, and a modified ARO4 K229L enzyme, wherein said cell has the capacity to produce serotonin from a simple carbon source such as glucose and ammonium as a nitrogen source.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Saccharomyces cerevisiae recombinante para la producción de serotoninaRecombinant Saccharomyces cerevisiae for serotonin production

La presente invención se refiere a una célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante que comprende las secuencias de nucleótidos que codifican para una enzima L-triptófano descarboxilasa, una enzima triptamina 5-hidroxilasa y una enzima modificada ARO4 K229L, donde dicha célula tiene la capacidad de producir serotonina. Por lo tanto, la presente invención se engloba dentro del campo de la biotecnología, en particular, en el uso de microorganismos recombinantes en procesos industriales. The present invention relates to a recombinant Saccharomyces cerevisiae cell comprising nucleotide sequences encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme, a tryptamine 5-hydroxylase enzyme, and a modified ARO4 K229L enzyme, wherein said cell has the capacity to produce serotonin. Therefore, the present invention falls within the field of biotechnology, in particular, in the use of recombinant microorganisms in industrial processes.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION

La serotonina o 5-hidroxitriptamina (5-HT) es un neurotransmisor importante para el correcto funcionamiento del sistema nervioso, estando también presente con diferentes funciones en el sistema inmunitario y en el eje microbiota-intestino-cerebro. También es la molécula predecesora a la melatonina, otra hormona que regula varios procesos relacionados con los ciclos circadianos y también actúa como molécula antioxidante. Otras moléculas derivadas de la serotonina, como feruloil serotonina y la 4-cumariloil serotonina, también se ha demostrado que tienen una actividad antioxidante que pueden ser útiles en la industria de cosméticos. Serotonin, or 5-hydroxytryptamine (5-HT), is an important neurotransmitter for the proper functioning of the nervous system. It also plays a role in the immune system and the microbiota-gut-brain axis. It is also the precursor molecule to melatonin, another hormone that regulates several processes related to circadian rhythms and acts as an antioxidant. Other serotonin-derived molecules, such as feruloyl serotonin and 4-coumaryl serotonin, have also been shown to have antioxidant activity, which could be useful in the cosmetics industry.

La producción la serotonina hoy en día se realiza principalmente mediante una compleja síntesis química que usa solventes y catálisis tóxicas. Por lo que en los últimos años se han desarrollado nuevas estrategias basadas en microorganismos modificados genéticamente para la producción de serotonina. Serotonin production today is primarily achieved through complex chemical synthesis using toxic solvents and catalysis. Therefore, in recent years, new strategies based on genetically modified microorganisms for serotonin production have been developed.

El documento WO2017167866A1 describe células huésped microbianas recombinantes que comprenden vías biosintéticas, y su uso, para la producción de melatonina y productos relacionados como la serotonina. WO2017167866A1 describes recombinant microbial host cells comprising biosynthetic pathways, and their use, for the production of melatonin and related products such as serotonin.

El documento WO2013127915A1 describe células microbianas recombinantes y métodos para producir melatonina y compuestos relacionados usando tales células. Más específicamente, la célula microbiana recombinante puede comprender genes exógenos que codifican uno o más de una L-triptófano hidroxilasa, una 5-hidroxi-Ltriptófano descarboxilasa, una serotonina acetiltransferasa, una acetilserotonina O-metiltransferasa; una L-triptófano descarboxilasa y una triptamina-5-hidroxilasa, y medios para proporcionar tetrahidrobiopterina (THB). WO2013127915A1 describes recombinant microbial cells and methods for producing melatonin and related compounds using such cells. More specifically, the recombinant microbial cell may comprise exogenous genes encoding one or more of an L-tryptophan hydroxylase, a 5-hydroxy-L-tryptophan decarboxylase, a serotonin acetyltransferase, an acetylserotonin O-methyltransferase; an L-tryptophan decarboxylase and a tryptamine-5-hydroxylase, and means for providing tetrahydrobiopterin (THB).

El documento WO2019173797A1 describe células microbianas modificadas genéticamente para biosintetizar triptamina y derivados de triptamina. Los microbios de la divulgación pueden diseñarse para que contengan plásmidos e integraciones de genes estables que contengan suficiente información genética para la conversión de un antranilato o un indol en una triptamina. WO2019173797A1 describes genetically modified microbial cells for biosynthesizing tryptamine and tryptamine derivatives. The microbes of the disclosure can be engineered to contain plasmids and stable gene integrations that contain sufficient genetic information for the conversion of an anthranilate or indole to a tryptamine.

El documento WO2022248635A2 describe un método para la producción de derivados de triptamina, mediante una célula microbiana modificada genéticamente. Document WO2022248635A2 describes a method for the production of tryptamine derivatives, using a genetically modified microbial cell.

Sin embargo, existe la necesidad de proporcionar nuevos microrganismos modificados para la producción eficiente de serotonina como alternativa a la producción de la misma mediante síntesis química. However, there is a need to provide new modified microorganisms for the efficient production of serotonin as an alternative to its production by chemical synthesis.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓNDESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se refiere a una célula deSaccharomyces cerevisiaemodificada genéticamente mediante la integración múltiple en el genoma de las secuencias de nucleótidos que codifican para una L-triptófano descarboxilasa (TDC), una enzima triptamina 5-hidroxilasa(T5H)y una enzima 3-desoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato sintasa deSaccharomyces cerevisiaecon una mutación puntual, particularmente la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición de 229 en la secuencia de aminoácidos de ARO4 (ARO K229L), en donde la célulaSaccharomyces cerevisiaemodificada es capaz de producir serotonina (5-HT) a partir de glucosa. The present invention relates to a genetically modified Saccharomyces cerevisiae cell by multiple integration into the genome of nucleotide sequences encoding an L-tryptophan decarboxylase (TDC), a tryptamine 5-hydroxylase enzyme (T5H) and a 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase enzyme from Saccharomyces cerevisiae with a point mutation, particularly the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 in the amino acid sequence of ARO4 (ARO K229L), wherein the modified Saccharomyces cerevisiae cell is capable of producing serotonin (5-HT) from glucose.

El desarrollo de la presente invención permite la producción de serotonina mediante la levadura S.cerevisiaecomo factoría celular, permitiendo generar este tipo de moléculas de un modo más sostenible con el medio ambiente, tal como se demanda para una transición de la industria química hacia una “green industry” .Saccharomyces cerevisiaees considerado un organismo GRAS (del inglés“Generally Recognized As Safe”),lo que implica que es seguro y hace que sea ventajoso emplearlo como factoría celular. The development of the present invention allows the production of serotonin by the yeast S. cerevisiae as a cell factory, allowing the generation of this type of molecules in a more environmentally sustainable way, as required for a transition of the chemical industry towards a “green industry”. Saccharomyces cerevisiae is considered a GRAS organism (Generally Recognized As Safe), which implies that it is safe and makes it advantageous to use it as a cell factory.

Inicialmente, los inventores desarrollaron cepas deSaccharomyces cerevisiaerecombinantes mediante integración múltiple en el genoma de 2 genes exógenos dentro del mismo casete para permitir la conversión de L-Triptofano a serotonina. Los genes son la enzima L-triptófano descarboxilasa deClostridium sporogenes (CsTDC),que genera la descarboxilación del L-triptofano a triptamina, y el gen de la hidroxilasa T5H deOryza sativa (OsT5H),que produce la hidroxilación de la triptamina a serotonina. La cepa de S.cerevisiaecon las modificaciones TDC T5H fue capaz de producir 22mg/L de serotonina en un medio donde sólo había glucosa y amonio, en comparación con la cepa control (sin modificaciones en su genoma) que produjo 0,042 mg/ml de serotonina en un medio con solo glucosa y amonio (tabla 4). Initially, the inventors developed recombinant Saccharomyces cerevisiae strains by multiple integration into the genome of two exogenous genes within the same cassette to allow the conversion of L-tryptophan to serotonin. The genes are the Clostridium sporogenes L-tryptophan decarboxylase (CsTDC), which generates the decarboxylation of L-tryptophan to tryptamine, and the Oryza sativa T5H hydroxylase gene (OsT5H), which produces the hydroxylation of tryptamine to serotonin. The S. cerevisiae strain with the T5H TDC modifications was able to produce 22 mg/L of serotonin in a medium containing only glucose and ammonium, compared to the control strain (without modifications in its genome) that produced 0.042 mg/ml of serotonin in a medium containing only glucose and ammonium (Table 4).

Posteriormente se introdujo una modificación en una enzima involucrada en la ruta de la síntesis de aminoácidos aromáticos (triptófano, fenilalanina y tirosina) aumentando así la producción de serotonina directamente desde una fuente de glucosa. Dicha modificación fue la sobreexpresión múltiple del gen deSaccharomyces cerevisiae ARO4con una mutación puntual para la desregulación de la represión catabólica en el metabolismo de los aminoácidos aromáticos, la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 de ARO4 [TDC T5H ARO4K229L]. La cepa deSaccharomyces cerevisiaeTDC T5H ARO4K229L mostró un incremento significativo en la producción de serotonina, llegando hasta una concentración de serotonina de aproximadamente 120 mg/L desde glucosa, como fuente de carbono, y amonio, como fuente de nitrógeno. Esto supone un aumento de aumento de más de 5 veces en la producción de serotonina respecto a la cepa con solo las modificaciones TDC T5H (Tabla 4). Por lo tanto, el desarrollo de la presente invención permite la producción de serotonina a partir de una fuente de carbono simple mediante microorganismos modificados adecuados para su uso en la industria alimentaria. A modification was subsequently introduced into an enzyme involved in the synthesis pathway of aromatic amino acids (tryptophan, phenylalanine and tyrosine), thereby increasing serotonin production directly from a glucose source. This modification consisted of multiple overexpression of the Saccharomyces cerevisiae ARO4 gene with a point mutation that disrupts catabolic repression in the metabolism of aromatic amino acids, and the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 of ARO4 [TDC T5H ARO4K229L]. The Saccharomyces cerevisiae TDC T5H ARO4K229L strain showed a significant increase in serotonin production, reaching a serotonin concentration of approximately 120 mg/L from glucose as the carbon source and ammonium as the nitrogen source. This represents a more than 5-fold increase in serotonin production compared to the strain with only the TDC T5H modifications (Table 4). Therefore, the development of the present invention allows the production of serotonin from a simple carbon source by modified microorganisms suitable for use in the food industry.

Así, en un aspecto, la presente invención se refiere a una célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante, de ahora en adelante "célula de la invención” , que comprende: Thus, in one aspect, the present invention relates to a recombinant Saccharomyces cerevisiae cell, hereinafter "cell of the invention", comprising:

(i) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, de ahora en adelante "secuencia de nucleótidos (i) de la invención”, en donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1; (i) a nucleotide sequence encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, hereinafter "nucleotide sequence (i) of the invention", wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 1;

(ii) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, de ahora en adelante "secuencia de nucleótidos (ii) de la invención” , en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y (ii) a nucleotide sequence encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, hereinafter "nucleotide sequence (ii) of the invention", wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and

(iii) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, de ahora en adelante "secuencia de nucleótidos (iii) de la invención”, en donde la enzima ARO4 comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L). (iii) a nucleotide sequence encoding an ARO4 enzyme or a fragment thereof, hereinafter "nucleotide sequence (iii) of the invention", wherein the ARO4 enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L).

En la presente invención el término "célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante" se refiere a aquella célula de una levadura vínica, particularmente de la especieSaccharomyces cerevisiae,que ha sido modificada genéticamente, distinguiéndose así de la cepa "madre", "parental" o"wild type”.La célula de la invención presenta insertado en su genoma las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la invención, cuya expresión dota a la célula de las enzimas que le permiten una sobreproducción de serotonina a partir de una fuente de carbono simple (ej. glucosa) y amonio. Así, la célula de la invención expresa las enzimas codificadas por las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la invención. En el contexto de la presente invención, los términos"Saccharomyces cerevisiaerecombinante" y "Saccharomyces cerevisiaetransgénica" son términos equivalentes y significan lo mismo. In the present invention, the term "combinant Saccharomyces cerevisiae cell" refers to that cell of a wine yeast, particularly of the species Saccharomyces cerevisiae, that has been genetically modified, thus distinguishing itself from the "mother", "parental" or "wild type" strain. The cell of the invention has inserted into its genome the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the invention, the expression of which provides the cell with the enzymes that allow it to overproduce serotonin from a simple carbon source (e.g. glucose) and ammonium. Thus, the cell of the invention expresses the enzymes encoded by the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the invention. In the context of the present invention, the terms "combinant Saccharomyces cerevisiae" and "transgenic Saccharomyces cerevisiae" are equivalent terms and have the same meaning.

En una realización preferida, la célula de la invención corresponde a la cepaSaccharomyces cerevisiaeBY4743 recombinante que comprende las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (ii). La cepaSaccharomyces cerevisiaeBY4743 se encuentra disponible al público en colecciones públicas de instituciones depositarias reconocidas y accesibles sin restricciones. En la presente invención, los términos "célula” y "cepa”, son equivalentes y se usan de manera intercambiable. In a preferred embodiment, the cell of the invention corresponds to the recombinant Saccharomyces cerevisiae BY4743 strain comprising the nucleotide sequences (i), (ii) and (ii). The Saccharomyces cerevisiae BY4743 strain is publicly available in public collections of recognized depository institutions and accessible without restrictions. In the present invention, the terms "cell" and "strain" are equivalent and are used interchangeably.

Las secuencias de aminoácidos SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 y SEQ ID NO: 3 corresponden a las secuencias aminoácidos de las enzimas L-triptófano descarboxilasa deClostridium sporogenes(CsTDC), triptamina 5-hidroxilasa deOryza sativa(OsT5H) y 3-desoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato deSaccharomyces cerevisiae,respectivamente (ARO4). The amino acid sequences SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3 correspond to the amino acid sequences of the enzymes L-tryptophan decarboxylase from Clostridium sporogenes (CsTDC), tryptamine 5-hydroxylase from Oryza sativa (OsT5H) and 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate from Saccharomyces cerevisiae, respectively (ARO4).

En la presente invención, los términos “L-triptófano descarboxilasa” y “TDC”, usados de manera intercambiable, se refieren a una enzima que cataliza la descarboxilación de L-triptófano dando como producto triptamina. In the present invention, the terms “L-tryptophan decarboxylase” and “TDC”, used interchangeably, refer to an enzyme that catalyzes the decarboxylation of L-tryptophan to produce tryptamine as a product.

Secuencia de aminoácidos de la L-triptófano descarboxilasa deClostridium sporogenes (CsTDC)SEQ ID NO: 1: Amino acid sequence of Clostridium sporogenes L-tryptophan decarboxylase (CsTDC) SEQ ID NO: 1:

En la presente invención, los términos “triptamina 5-hydroxilasa” y “T5H” , usados de manera intercambiable, se refirieren a una enzima que cataliza la hidroxilación de triptamina dando como producto serotonina (5-hidroxitriptamina). In the present invention, the terms “tryptamine 5-hydroxylase” and “T5H”, used interchangeably, refer to an enzyme that catalyzes the hydroxylation of tryptamine, producing serotonin (5-hydroxytryptamine) as a product.

Secuencia de aminoácidos de la triptamina 5-hidroxilasa deOryza sativa(OsT5H) SEQ ID NO: 2: Amino acid sequence of tryptamine 5-hydroxylase from Oryza sativa (OsT5H) SEQ ID NO: 2:

SEV SEV

En la presente invención los términos “3-desoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato sintasa” o “DAHP sintasa” , usados de manera intercambiable, se refieren a una enzima que cataliza la conversión de fosfoenolpiruvato y eritrosa 4-fosfato en 3-desoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato. La enzima DAHP sintasa cataliza el primer paso de la biosíntesis de aminoácidos aromáticos tales como L-triptófano. En la presente invención, la enzima “ARO4” se refiere a la 3-desoxi-D-arabino-heptulosonato-7-fosfato sintasa deSaccharmyces cerevisiae.In the present invention, the terms “3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase” or “DAHP synthase”, used interchangeably, refer to an enzyme that catalyzes the conversion of phosphoenolpyruvate and erythrose 4-phosphate to 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate. The DAHP synthase enzyme catalyzes the first step in the biosynthesis of aromatic amino acids such as L-tryptophan. In the present invention, the enzyme “ARO4” refers to 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate-7-phosphate synthase from Saccharmyces cerevisiae.

Secuencia de aminoácidos de la enzima ARO4 deSaccharomyces cerevisiaeSEQ ID NO: 3: Amino acid sequence of the ARO4 enzyme from Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 3:

La célula de la presente invención comprende una secuencia de nucleótidos que codifica para la enzima ARO4 con una sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (referente a la secuencia SEQ ID NO: 3). La sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 en la secuencia de la enzima ARO4 deS.cerevisiae,le confiere a dicha enzima resistencia a la inhibición mediada por L-triptófano. Esto se traduce en un aumento de la producción de L-triptófano que es metabolizado posteriormente por las enzimas TDC y T5H produciendo así serotonina. En la presente invención el término “ARO4 K229L” se refiere a la enzima ARO4 de S.cerevisiaeque comprende la sustitución de la K (lisina) por L (leucina) en la posición 229. The cell of the present invention comprises a nucleotide sequence encoding the ARO4 enzyme with a substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (referring to SEQ ID NO: 3). The substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 in the S. cerevisiae ARO4 enzyme sequence confers said enzyme resistance to L-tryptophan-mediated inhibition. This results in increased production of L-tryptophan, which is subsequently metabolized by the TDC and T5H enzymes, thus producing serotonin. In the present invention, the term "ARO4 K229L" refers to the S. cerevisiae ARO4 enzyme, which comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229.

La célula de la presente invención también puede denominarse como“Saccharomyces cerevisiaeTDC T5H ARO4K229L”,“Saccharomyces cerevisiaeCsTDC OsT5H ARO4K229L” o “cepaSaccharomyces cerevisiaeSER+ARO4K229L”, de manera intercambiable. The cell of the present invention may also be referred to as “Saccharomyces cerevisiaeTDC T5H ARO4K229L”, “Saccharomyces cerevisiaeCsTDC OsT5H ARO4K229L” or “Saccharomyces cerevisiaeSER+ARO4K229L strain”, interchangeably.

En una realización preferida, la célula de la invención comprende: In a preferred embodiment, the cell of the invention comprises:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1; - the nucleotide sequence (i) of the invention encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 1;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4K229L); - the nucleotide sequence (iii) of the invention encoding an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4K229L);

preferiblemente donde el valor del % de identidad de las secuencias de aminoácidos de las enzimas codificadas por las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) (con sus respectivas SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 y SEQ ID NO: 3), es el mismo valor de %. preferably where the % identity value of the amino acid sequences of the enzymes encoded by the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) (with their respective SEQ ID NO: 1, SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3), is the same % value.

En la presente invención, se entiende por "identidad" o "identidad de secuencia" al grado de similitud entre dos secuencias de nucleótidos o aminoácidos obtenido mediante el alineamiento óptimo de las dos secuencias. Dependiendo del número de residuos comunes entre las secuencias alineadas, se obtendrá un grado de identidad expresado en tanto por ciento. El grado de identidad entre dos secuencias de aminoácidos puede determinarse por métodos convencionales, por ejemplo, mediante algoritmos estándar de alineamiento de secuencias conocidos en el estado de la técnica, como por ejemplo BLAST. Los programas BLAST, por ejemplo, BLASTN, BLASTX, and TBLASTX, BLASTP and TBLASTN, son de dominio público en la página web deThe National Center for Bíotechonology Information(NCBI). In the present invention, "identity" or "sequence identity" refers to the degree of similarity between two nucleotide or amino acid sequences obtained by optimal alignment of the two sequences. A degree of identity expressed as a percentage will be obtained depending on the number of common residues between the aligned sequences. The degree of identity between two amino acid sequences can be determined by conventional methods, for example, by standard sequence alignment algorithms known in the art, such as BLAST. BLAST programs, for example, BLASTN, BLASTX, and TBLASTX, BLASTP and TBLASTN, are in the public domain on the website of the National Center for Biotechnology Information (NCBI).

En otra realización preferida, la célula de la invención comprende: In another preferred embodiment, the cell of the invention comprises:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1; - the nucleotide sequence (i) of the invention encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises the amino acid sequence SEQ ID NO: 1;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L). - the nucleotide sequence (iii) of the invention that codes for an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme comprises the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L).

En otra realización preferida, la célula de la invención comprende: In another preferred embodiment, the cell of the invention comprises:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, donde la enzima L-triptófano descarboxilasa consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1; - the nucleotide sequence (i) of the invention encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 1;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L). - the nucleotide sequence (iii) of the invention that codes for an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L).

La secuencia de aminoácidos de la enzima ARO4 que comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L) consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 7. The amino acid sequence of the ARO4 enzyme comprising the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L) consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 7.

Secuencia de aminoácidos de la enzima ARO4 deSaccharomyces cerevisiaeque comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229, SEQ ID NO: 7: Amino acid sequence of the ARO4 enzyme from Saccharomyces cerevisiae comprising the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229, SEQ ID NO: 7:

En otra realización preferida de la célula de la invención: In another preferred embodiment of the cell of the invention:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 4; - the nucleotide sequence (i) of the invention that codes for the enzyme L-tryptophan decarboxylase comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 5; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para la enzima ARO4 K229L comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6. - the nucleotide sequence (iii) of the invention that codes for the ARO4 K229L enzyme comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6.

Secuencia de nucleótidos que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa deClostridium sporogenesSEQ ID NO: 4: Nucleotide sequence encoding the enzyme L-tryptophan decarboxylase from Clostridium sporogenes SEQ ID NO: 4:

En la presente invención, todas las secuencias de aminoácidos o nucleótidos que presente una identidad de secuencia de, al menos un 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% con la secuencia SEQ ID NO: 1 o con la secuencia SEQ ID NO: 4, respectivamente, se consideran variantes funcionalmente equivalentes de la enzima y gen L-triptófano descarboxilasa deClostrídium sporogenes(CsTDC), es decir, aunque comprendan distintas secuencias de aminoácidos o de nucleótidos, tienen actividad L-triptófano descarboxilasa para catalizar la descarboxilación de L-triptófano dando como producto triptamina. In the present invention, all amino acid or nucleotide sequences that have a sequence identity of at least 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% with the sequence SEQ ID NO: 1 or with the sequence SEQ ID NO: 4, respectively, are considered functionally equivalent variants of the Clostridium sporogenes L-tryptophan decarboxylase (CsTDC) enzyme and gene, that is, although they comprise different amino acid or nucleotide sequences, they have L-tryptophan decarboxylase activity to catalyze the decarboxylation of L-tryptophan, producing tryptamine as a product.

Secuencia de nucleótidos que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa deOryza sativaSEQ ID NO: 5: Nucleotide sequence encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase from Oryza sativa SEQ ID NO: 5:

En la presente invención, todas las secuencias de aminoácidos o nucleótidos que presente una identidad de secuencia de, al menos un 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% con la secuencia SEQ ID NO:2 o con la secuencia SEQ ID NO: 5, respectivamente, se consideran variantes funcionalmente equivalentes de la enzima y gen triptamina 5-hidroxilasa deOryza sativa,es decir, aunque comprendan distintas secuencias de aminoácidos o de nucleótidos, tienen actividad triptamina 5-hidroxilasa para catalizar la hidroxilación de triptamina dando como producto serotonina. In the present invention, all amino acid or nucleotide sequences that have a sequence identity of at least 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% with the sequence SEQ ID NO: 2 or with the sequence SEQ ID NO: 5, respectively, are considered functionally equivalent variants of the Oryza sativa tryptamine 5-hydroxylase enzyme and gene, that is, although they comprise different amino acid or nucleotide sequences, they have tryptamine 5-hydroxylase activity to catalyze the hydroxylation of tryptamine, producing serotonin as a product.

Secuencia de nucleótidos que codifica para la enzima ARO4 K229L deSaccharomyces cerevisiaeSEQ ID NO: 6: Nucleotide sequence encoding the ARO4 K229L enzyme of Saccharomyces cerevisiae SEQ ID NO: 6:

En la presente invención, todas las secuencias de aminoácidos o nucleótidos que presente una identidad de secuencia de, al menos un 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% con la secuencia SEQ ID NO: 3 donde dicha secuencia comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (alternativamente la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 7), o con la secuencia SEQ ID NO: 6, respectivamente, se consideran variantes funcionalmente equivalentes del gen y enzima ARO4 K229L deSaccharomyces cerevisiae,es decir, aunque comprendan distintas secuencias de nucleótidos o de aminoácidos, tienen actividad sintasa 3-desoxi-D-arabinoheptulosonato-7-fosfato (DAHP) para catalizar el primer paso en la biosíntesis de aminoácidos aromáticos. In the present invention, all amino acid or nucleotide sequences that have a sequence identity of at least 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% with the sequence SEQ ID NO: 3 where said sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (alternatively the amino acid sequence SEQ ID NO: 7), or with the sequence SEQ ID NO: 6, respectively, are considered functionally equivalent variants of the ARO4 K229L gene and enzyme of Saccharomyces cerevisiae, that is, although they comprise different nucleotide or amino acid sequences, they have 3-deoxy-D-arabinoheptulosonate-7-phosphate (DAHP) synthase activity to catalyze the first step in the biosynthesis of aromatic amino acids.

La secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6 preserva el triplete TTG (codificante para el aminoácido leucina, L en la posición 229 en la secuencia de aminoácidos) en la posición de nucleótido 685. The nucleotide sequence SEQ ID NO: 6 preserves the TTG triplet (coding for the amino acid leucine, L at position 229 in the amino acid sequence) at nucleotide position 685.

Es práctica de rutina para un experto en la materia los ensayos para determinar si diferentes secuencias se consideran funcionalmente equivalentes. It is routine practice for one skilled in the art to test whether different sequences are considered functionally equivalent.

En la presente invención, el término "variante" se refiere a un polipéptido o proteína (o en su caso un polinucleótido) que tiene la misma actividad que un polipéptido o proteína (o polinucleótido) de referencia, pero que comprende una alteración en su secuencia, es decir, una sustitución, inserción y/o deleción, en una o más (p.ej., varias) posiciones. A modo de ejemplo, una sustitución significa el reemplazo del aminoácido (o de un nucleótido) que ocupa una posición con un aminoácido (o de un nucleótido) diferente; una deleción significa la deleción del aminoácido (o de un nucleótido) que ocupa una posición; y una inserción significa agregar un aminoácido (o de un nucleótido) adyacente e inmediatamente después del aminoácido (o de un nucleótido) que ocupa una posición. Los cambios en los polinucleótidos incluyen, sin limitar a, sustituciones, inserciones y/o deleción entre uno o más nucleótidos, representados por sus bases nitrogenadas tales como adenina (A), guanina (G), citosina (C), timina (T) y uracilo (U). Los cambios en los aminoácidos pueden ser de una naturaleza menor, es decir, sustituciones o inserciones de aminoácidos conservadoras que no afectan significativamente al plegamiento y/o la actividad del polipéptido/de la proteína; pequeñas deleciones, típicamente de 1-30 aminoácidos; pequeñas extensiones amino o carboxilo-terminales, tales como un residuo de metionina amino-terminal; un péptido enlazador pequeño de hasta 20-25 residuos; o una pequeña extensión que facilita la purificación cambiando la carga neta u otra función, como una cola de polihistidina, un epítopo antigénico o un dominio de unión. Los ejemplos de sustituciones conservadoras están dentro de los grupos de aminoácidos básicos (arginina, lisina e histidina), aminoácidos (ácido glutámico y ácido aspártico), aminoácidos polares (glutamina y asparagina), aminoácidos hidrófobos (leucina, isoleucina y valina), aminoácidos aromáticos (fenilalanina, triptófano y tirosina), y aminoácidos pequeños (glicina, alanina, serina, treonina y metionina). Las sustituciones de aminoácidos que generalmente no alteran la actividad específica son conocidas en la técnica. Las sustituciones comunes son Ala/Ser, Val/lle, Asp/Giu, Thr/Ser, Ala/Giy, Ala/Thr, Ser/Asn, AlaNal, Ser/Giy, Tyr/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/lle, LeuNal, Ala/Giu y Asp/Giy. In the present invention, the term "variant" refers to a polypeptide or protein (or, where appropriate, a polynucleotide) that has the same activity as a reference polypeptide or protein (or polynucleotide), but that comprises an alteration in its sequence, that is, a substitution, insertion and/or deletion, at one or more (e.g., several) positions. By way of example, a substitution means the replacement of the amino acid (or a nucleotide) occupying a position with a different amino acid (or a nucleotide); a deletion means the deletion of the amino acid (or a nucleotide) occupying a position; and an insertion means adding an amino acid (or a nucleotide) adjacent to and immediately after the amino acid (or a nucleotide) occupying a position. Changes in polynucleotides include, but are not limited to, substitutions, insertions, and/or deletions between one or more nucleotides, represented by their nitrogenous bases such as adenine (A), guanine (G), cytosine (C), thymine (T), and uracil (U). Amino acid changes may be of a minor nature, i.e., conservative amino acid substitutions or insertions that do not significantly affect the folding and/or activity of the polypeptide/protein; small deletions, typically of 1-30 amino acids; small amino- or carboxyl-terminal extensions, such as an amino-terminal methionine residue; a small linker peptide of up to 20-25 residues; or a small extension that facilitates purification by changing the net charge or other function, such as a polyhistidine tag, antigenic epitope, or binding domain. Examples of conservative substitutions are within the groups of basic amino acids (arginine, lysine, and histidine), amino acids (glutamic acid and aspartic acid), polar amino acids (glutamine and asparagine), hydrophobic amino acids (leucine, isoleucine, and valine), aromatic amino acids (phenylalanine, tryptophan, and tyrosine), and small amino acids (glycine, alanine, serine, threonine, and methionine). Amino acid substitutions that generally do not alter specific activity are known in the art. Common substitutions are Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Giu, Thr/Ser, Ala/Giy, Ala/Thr, Ser/Asn, AlaNal, Ser/Giy, Tyr/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, LeuNal, Ala/Giu, and Asp/Giy.

En el contexto de la presente invención también se contemplan fragmentos de las secuencias de nucleótidos o fragmentos de las proteínas codificadas por dichas secuencias de nucleótidos, siempre y cuando dichos fragmentos puedan desempeñar la función de la proteína completa. Así, el término "fragmento" se refiere a una proteína o polipéptido (o polinucleótido) con uno o más aminoácidos (o nucleótidos) ausentes de los extremos de su secuencia, como por ejemplo el terminal amino y/o carboxilo de la proteína o el polipéptido o en los extremos 3' o 5' de la secuencia de nucleótidos; donde el fragmento tiene la actividad de la proteína completa (fragmento funcionalmente equivalente). Ensayos para averiguar si un fragmento de una proteína/polinucleótido tiene la misma actividad/función que la proteína/polinucleótido completa son conocidos para la persona experta en la materia. In the context of the present invention, fragments of nucleotide sequences or fragments of proteins encoded by said nucleotide sequences are also contemplated, provided that said fragments can perform the function of the complete protein. Thus, the term "fragment" refers to a protein or polypeptide (or polynucleotide) with one or more amino acids (or nucleotides) missing from the ends of its sequence, such as the amino and/or carboxyl terminus of the protein or polypeptide or at the 3' or 5' ends of the nucleotide sequence; where the fragment has the activity of the complete protein (functionally equivalent fragment). Assays to determine whether a fragment of a protein/polynucleotide has the same activity/function as the complete protein/polynucleotide are known to the person skilled in the art.

Como entiende un experto en la materia los codones de las secuencias de nucleótidos de la invención (secuencias de nucleótidos de la invención (i),(ii) y (iii)) pueden estar optimizados para su expresión enSaccharomyces cerevisiae,es decir, la secuencia de nucleótidos ha sido alterada con respecto a la secuencia de nucleótidos original de forma que uno o más codones de la secuencia de nucleótidos han sido cambiados a un codón diferente que codifica el mismo aminoácido, pero que es utilizado con más frecuencia por la célula huésped (en la presente invención, unaSaccharomyces cerevisiae)que el codón original. La degeneración del código genético hace que todos los aminoácidos excepto metionina y triptófano estén codificados por más de un condón. Por ejemplo, arginina, leucina y serina están codificados por 6 codones diferentes, pero muchos organismos usan ciertos codones con más frecuencia que otros. Particularmente como las secuencias (i) y (ii) de la invención son heterólogas a la célula huésped cabe la posibilidad de optimizar la secuencia de nucleótidos para su expresión enSaccharomyces cerevisiae.As understood by one skilled in the art, the codons of the nucleotide sequences of the invention (nucleotide sequences of the invention (i), (ii) and (iii)) may be optimized for expression in Saccharomyces cerevisiae, that is, the nucleotide sequence has been altered with respect to the original nucleotide sequence such that one or more codons of the nucleotide sequence have been changed to a different codon that encodes the same amino acid, but is used more frequently by the host cell (in the present invention, a Saccharomyces cerevisiae) than the original codon. The degeneracy of the genetic code causes all amino acids except methionine and tryptophan to be encoded by more than one codon. For example, arginine, leucine and serine are encoded by 6 different codons, but many organisms use certain codons more frequently than others. Particularly since the sequences (i) and (ii) of the invention are heterologous to the host cell, it is possible to optimize the nucleotide sequence for its expression in Saccharomyces cerevisiae.

En otra realización más preferida de la célula de la invención: In another more preferred embodiment of the cell of the invention:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 4; - the nucleotide sequence (i) of the invention encoding the enzyme L-tryptophan decarboxylase comprises a nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende la secuencia de nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 5.; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase comprises the nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para la enzima ARO4 comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6; - the nucleotide sequence (iii) of the invention encoding the ARO4 enzyme comprises a nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6;

preferiblemente donde el valor del % de identidad de las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) (con sus respectivas SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 y SEQ ID NO: 6), es el mismo valor de %. preferably where the % identity value of the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) (with their respective SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6), is the same % value.

En otra realización más preferida de la célula de la invención: In another more preferred embodiment of the cell of the invention:

- la secuencia de nucleótidos (i) de la invención que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 4; - the nucleotide sequence (i) of the invention that codes for the enzyme L-tryptophan decarboxylase comprises the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4;

- la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 5; y - the nucleotide sequence (ii) of the invention encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase comprises the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; and

- la secuencia de nucleótidos (iii) de la invención que codifica para la enzima ARO4 comprende la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6; - the nucleotide sequence (iii) of the invention that codes for the ARO4 enzyme comprises the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6;

En una realización más preferida, las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la invención consisten en las secuencias de nucleótidos SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 y SEQ ID NO: 6 respectivamente. In a more preferred embodiment, the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the invention consist of the nucleotide sequences SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 respectively.

Las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la célula de la invención pueden formar de parte de una o más construcciones genéticas que son introducidas enSaccharomyces cerevisiaepara obtener la célula de la invención. Por lo tanto, la presente invención también se relaciona con una construcción génica que comprende, al menos, una secuencia de entre las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la célula de la invención. La construcción génica puede comprender, además, los elementos necesarios para la expresión de las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la célula de la invención. Dichos elementos incluyen, sin limitación, promotores, terminadores de la transcripción, marcadores de selección, orígenes de replicación, potenciadores de la expresión (enhancers) y sitios de unión a ribosomas (RBS). The nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the cell of the invention may form part of one or more genetic constructs that are introduced into Saccharomyces cerevisiae to obtain the cell of the invention. Therefore, the present invention also relates to a gene construct comprising at least one sequence from among the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the cell of the invention. The gene construct may also comprise the elements necessary for the expression of the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the cell of the invention. Such elements include, but are not limited to, promoters, transcription terminators, selection markers, origins of replication, expression enhancers and ribosome binding sites (RBS).

Además, como entiende un experto en la materia, las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) de la célula de la invención pueden estar unidas operativamente con un promotor que puede actuar en laSaccharomyces cerevisiaehospedadora. Furthermore, as understood by one skilled in the art, the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) of the cell of the invention may be operably linked to a promoter capable of acting in the host Saccharomyces cerevisia.

Los términos "promotor" o "región promotora" se refieren cada uno a una secuencia de nucleótidos dentro de un gen que se sitúa 5' de una secuencia codificante y funciona para dirigir la transcripción de la secuencia codificante. The terms "promoter" or "promoter region" each refer to a nucleotide sequence within a gene that is located 5' to a coding sequence and functions to direct transcription of the coding sequence.

La selección del promotor puede permitir la expresión de un producto génico deseado en una diversidad de condiciones. Los promotores pueden seleccionarse para una función óptima, de manera que se inserte la construcción del vector. Los promotores pueden seleccionarse también basándose en sus características reguladoras. Los ejemplos de dichas características incluyen mejora de la actividad de transcripción e inducibilidad. Así, el promotor puede ser un promotor constitutivo o un promotor inducible. En la presente invención, el término “promotor inducible” se refiere a un promotor que activa la transcripción en presencia de un estímulo externo como por ejemplo, pero sin limitación, temperatura, el pH, una hormona, un metabolito (por ejemplo, lactosa, manitol, un aminoácido), la luz (por ejemplo, longitud de onda específica), un metal pesado o un antibiótico. En la presente invención el término “promotor constitutivo” se refiere a un promotor que activa la transcripción de manera permanente, independientemente de las condiciones ambientales, ejemplos de promotores constitutivos para la expresión enSaccharomyces cerevisisaeincluyen, sin limitación, promotores como PGK1p, TEF1p o GPDp. Promoter selection can allow for the expression of a desired gene product under a variety of conditions. Promoters can be selected for optimal function, such that the vector construct is inserted. Promoters can also be selected based on their regulatory characteristics. Examples of such characteristics include enhanced transcriptional activity and inducibility. Thus, the promoter can be a constitutive promoter or an inducible promoter. In the present invention, the term "inducible promoter" refers to a promoter that activates transcription in the presence of an external stimulus such as, but not limited to, temperature, pH, a hormone, a metabolite (e.g., lactose, mannitol, an amino acid), light (e.g., a specific wavelength), a heavy metal, or an antibiotic. In the present invention, the term “constitutive promoter” refers to a promoter that activates transcription permanently, regardless of environmental conditions. Examples of constitutive promoters for expression in Saccharomyces cerevisiae include, without limitation, promoters such as PGK1p, TEF1p or GPDp.

En la presente invención el término "unido operativamente” se refiere a la relación entre dos regiones de ácido nucleico de tal modo que les permite funcionar de la manera prevista. Por ejemplo, una secuencia de control "unida operativamente a una secuencia codificante” puede ligarse de tal manera que la expresión de la secuencia codificante en condiciones compatibles con las secuencias de control. Así, en algunas realizaciones, la frase "operativamente unido" se refiere a un promotor conectado a una secuencia codificante de tal manera que la transcripción de esa secuencia codificante esté controlada y regulada por dicho promotor. Las técnicas para unir operativamente un promotor a una secuencia codificante son conocidas en la técnica; la orientación y la secuencia codificante de interés depende, entre otras cosas, de la naturaleza específica de la secuencia codificante, entre otras cosas, de la naturaleza específica del promotor. In the present invention, the term "operably linked" refers to the relationship between two nucleic acid regions in such a way as to allow them to function in their intended manner. For example, a control sequence "operably linked to a coding sequence" can be ligated in such a way that expression of the coding sequence occurs under conditions compatible with the control sequences. Thus, in some embodiments, the phrase "operably linked" refers to a promoter connected to a coding sequence such that transcription of that coding sequence is controlled and regulated by that promoter. Techniques for operably linking a promoter to a coding sequence are known in the art; the orientation and coding sequence of interest depends on, among other things, the specific nature of the coding sequence, among other things, the specific nature of the promoter.

Así, en otra realización preferida de la célula de la invención, secuencias de nucleótidos de la invención (i), (ii) y/o (iii) se encuentran unidas operativamente a un promotor, preferiblemente un promotor constitutivo. Más preferiblemente la secuencia de nucleótidos (i) de la invención se encuentra unida operativamente al promotor constitutivo TEF1p, la secuencia de nucleótidos (ii) de la invención se encuentra unida operativamente al promotor PGK1p y la secuencia de nucleótidos (iii) se encuentra unida operativamente al promotor constitutivo GPDp. Los promotores TEF1p , PGK1p y GPDp permiten la sobreexpresión de las secuencias de nucleótidos cuya expresión controlan. Thus, in another preferred embodiment of the cell of the invention, nucleotide sequences of the invention (i), (ii) and/or (iii) are operably linked to a promoter, preferably a constitutive promoter. More preferably, the nucleotide sequence (i) of the invention is operably linked to the constitutive promoter TEF1p, the nucleotide sequence (ii) of the invention is operably linked to the PGK1p promoter and the nucleotide sequence (iii) is operably linked to the constitutive promoter GPDp. The TEF1p, PGK1p and GPDp promoters allow the overexpression of the nucleotide sequences whose expression they control.

En otra realización preferida de la célula de la invención, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (i) se encuentra sobreexpresada. Más concretamente, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (i) se encuentra sobreexpresada con respecto a una célula deSaccharomyces cerevisiaeno recombinante o“wild type”.In another preferred embodiment of the cell of the invention, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (i) is overexpressed. More specifically, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (i) is overexpressed relative to a recombinant or "wild-type" Saccharomyces cerevisiae cell.

En otra realización preferida de la célula de la invención, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (ii) se encuentra sobreexpresada. Más concretamente, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (ii) se encuentra sobreexpresada con respecto a una célula deSaccharomyces cerevisiaeno recombinante o“wild type”.In another preferred embodiment of the cell of the invention, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (ii) is overexpressed. More specifically, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (ii) is overexpressed relative to a recombinant or "wild-type" Saccharomyces cerevisiae cell.

En otra realización preferida de la célula de la invención, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (iii) se encuentra sobreexpresada. Más concretamente, la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (iii) se encuentra sobreexpresada con respecto a una célula deSaccharomyces cerevisiaeno recombinante o“wild type”.In another preferred embodiment of the cell of the invention, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (iii) is overexpressed. More specifically, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (iii) is overexpressed relative to a recombinant or "wild-type" Saccharomyces cerevisiae cell.

En otra realización más preferida de la célula de la invención, la enzima la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (i), la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (ii) y la enzima codificada por la secuencia de nucleótidos (iii) se encuentran sobreexpresadas. In another more preferred embodiment of the cell of the invention, the enzyme encoded by the nucleotide sequence (i), the enzyme encoded by the nucleotide sequence (ii) and the enzyme encoded by the nucleotide sequence (iii) are overexpressed.

Los marcadores de selección son ampliamente conocidos en el estado de la técnica. Estos marcadores de selección, o genes de selección, pueden ser marcadores de auxotrofía, genes de resistencia a antibióticos, genes reporteros, como el gen que codifica la beta-galactosidasa del operón lactosa, etc. Entre los genes que confieren resistencia a antibióticos se incluyen, sin limitar a , ampicilina, tetraciclina, kanamicina, higromicina, gentamicina, etc. Los marcadores permiten la selección de las células transformadas satisfactoriamente que crecen en un medio que contiene el antibiótico correspondiente porque llevan el gen de resistencia apropiado. Selection markers are widely known in the state of the art. These selection markers, or selection genes, can be auxotrophy markers, antibiotic resistance genes, reporter genes, such as the gene encoding beta-galactosidase of the lactose operon, etc. Genes that confer antibiotic resistance include, but are not limited to, ampicillin, tetracycline, kanamycin, hygromycin, gentamicin, etc. The markers allow the selection of successfully transformed cells that grow in a medium containing the corresponding antibiotic because they carry the appropriate resistance gene.

La introducción de las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (ii) de la célula de la invención o de la construcción/es génica/s que comprenden dichas secuencias de nucleótidos puede realizarse mediante el empleo de un vector, por ejemplo, un vector de expresión. The introduction of the nucleotide sequences (i), (ii) and (ii) of the cell of the invention or of the gene construct(s) comprising said nucleotide sequences can be carried out by using a vector, for example, an expression vector.

En la presente descripción, el término "vector" se refiere a una molécula de ácido nucleico que puede usarse para transportar o trasferir una secuencia de nucleótidos al interior de una célula. Un vector puede contener diferentes elementos funcionales que incluyen, pero no se limitan a, elementos de control de la transcripción, como promotores u operadores, regiones o potenciadores de la unión a factores de transcripción, y elementos de control para iniciar y terminar la transcripción. Los vectores incluyen, pero no se limitan a: plásmidos, cósmidos, virus, fagos, casetes de expresión recombinantes y transposones. Algunos vectores son capaces de replicarse o dividirse autónomamente tras ser introducidos en la célula huésped, como los vectores bacterianos con un origen de replicación bacteriano. Otros vectores pueden integrarse en el genoma de la célula huésped y replicarse así junto con el genoma celular. Ejemplos de vectores que pueden usarse para la modificación genética de células deSaccharomyces cerevisiae,incluyen, sin limitación, plásmidos como p426GPD, pCfB2803, pCfB2988 o pCfB2628. In the present description, the term "vector" refers to a nucleic acid molecule that can be used to transport or transfer a nucleotide sequence into a cell. A vector can contain different functional elements, including, but not limited to, transcription control elements, such as promoters or operators, transcription factor binding regions or enhancers, and control elements for initiating and terminating transcription. Vectors include, but are not limited to: plasmids, cosmids, viruses, phages, recombinant expression cassettes, and transposons. Some vectors are capable of replicating or dividing autonomously after being introduced into the host cell, such as bacterial vectors with a bacterial origin of replication. Other vectors can integrate into the host cell's genome and thus replicate along with the cell's genome. Examples of vectors that can be used for the genetic modification of Saccharomyces cerevisiae cells include, but are not limited to, plasmids such as p426GPD, pCfB2803, pCfB2988, or pCfB2628.

En una realización preferida de la célula de la invención, las secuencias de nucleótidos (i) y (ii) se integran en el genoma de dicha célula mediante el plásmido de integración múltiple pCfB2803, y la secuencia de nucleótidos (iii) se integra mediante el plásmido de integración pCfB2988. In a preferred embodiment of the cell of the invention, the nucleotide sequences (i) and (ii) are integrated into the genome of said cell by means of the multiple integration plasmid pCfB2803, and the nucleotide sequence (iii) is integrated by means of the integration plasmid pCfB2988.

La obtención de dichos vectores puede realizarse por métodos convencionales conocidos por los técnicos en la materia, al igual que para la transformación deSaccharomyces, cerevisiaese pueden utilizar diferentes métodos ampliamente conocidos - transformación química, liposomas, transfección, electroporación, bombardeo de partículas, balas génicas ("gene gun"), microinyección, etc, descritos en diversos manuales ampliamente conocidos por el experto en la materia. The obtaining of said vectors can be carried out by conventional methods known to those skilled in the art, just as for the transformation of Saccharomyces cerevisiae, different widely known methods can be used - chemical transformation, liposomes, transfection, electroporation, particle bombardment, gene guns, microinjection, etc., described in various manuals widely known to those skilled in the art.

En otro aspecto, la presente invención se relaciona con una composición, de aquí en adelante "composición de la invención", que comprende la célula de la invención. In another aspect, the present invention relates to a composition, hereinafter "composition of the invention", comprising the cell of the invention.

Tal como se demuestra en los ejemplos de la presente invención, mediante el cultivo de la célula de la invención es posible producir serotonina a partir de glucosa. As demonstrated in the examples of the present invention, by culturing the cell of the invention it is possible to produce serotonin from glucose.

Por lo tanto, en otro aspecto, la presente invención se refiere al uso de la célula de la invención o la composición de la invención, para la producción de serotonina, de ahora en adelante “uso de la invención” . Therefore, in another aspect, the present invention relates to the use of the cell of the invention or the composition of the invention, for the production of serotonin, hereinafter “use of the invention”.

En una realización preferida del uso de la invención, la producción de serotonina es a partir de una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno, donde preferiblemente la fuente de carbono es glucosa y la fuente de nitrógeno es amonio. In a preferred embodiment of the use of the invention, the production of serotonin is from a carbon source and a nitrogen source, where preferably the carbon source is glucose and the nitrogen source is ammonium.

En otro aspecto, la presente invención se refiere a un método para la producción de serotonina, de ahora en adelante “método de la invención” , que comprende: In another aspect, the present invention relates to a method for the production of serotonin, hereinafter “method of the invention”, comprising:

(a) cultivar la célula de la invención, o la composición de la invención, en un medio de cultivo que comprende al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno. (a) culturing the cell of the invention, or the composition of the invention, in a culture medium comprising at least one carbon source and one nitrogen source.

La célula de la invención ha sido definida en párrafos anteriores del presente documento, y se aplica de igual forma al uso de la invención y al método de la invención, así como todas sus realizaciones particulares. The cell of the invention has been defined in previous paragraphs of this document, and applies equally to the use of the invention and the method of the invention, as well as all its particular embodiments.

Como entiende el experto en la materia, el crecimiento o cultivo de la célula o de una población que comprende la célula deSaccharomyces cerevisiaede la invención se lleva a cabo en un medio de cultivo que comprende los componentes necesarios para que dicho microorganismo prolifere. Así, en el presente documento, el término "medio de cultivo" se refiere a una sustancia, un compuesto, una mezcla, una disolución que comprende la fuente de carbono y nitrógeno necesarias para la supervivencia, crecimiento y/o metabolismo del microorganismo, en donde dicho medio de cultivo puede ser sólido, semisólido, semilíquido o líquido. As understood by those skilled in the art, the growth or cultivation of the cell or a population comprising the Saccharomyces cerevisiae cell of the invention is carried out in a culture medium comprising the components necessary for said microorganism to proliferate. Thus, in this document, the term "culture medium" refers to a substance, compound, mixture, or solution comprising the source of carbon and nitrogen necessary for the survival, growth, and/or metabolism of the microorganism, wherein said culture medium may be solid, semi-solid, semi-liquid, or liquid.

En el presente documento, el término "fuente de nitrógeno" se refiere a moléculas, compuestos químicos, materia orgánica, que comprenden átomos de nitrógeno (N) y que son metabolizadas por los microorganismos para llevar a cabo su crecimiento y desarrollo, en donde dicha fuente de nitrógeno puede tener origen inorgánico u orgánico. In this document, the term "nitrogen source" refers to molecules, chemical compounds, organic matter, comprising nitrogen (N) atoms and which are metabolized by microorganisms to carry out their growth and development, where said nitrogen source may have inorganic or organic origin.

En una realización preferida del método de la invención la fuente de nitrógeno se selecciona de la lista que consiste en: amonio, urea, los diferentes veintidós aminoácidos proteinogénicos y cualquier combinación entre ellos. En otra realización particular del método de la invención, la fuente de nitrógeno es amonio. Preferiblemente, el amonio está en forma de sal. En la presente invención, el término “sal de amonio” se refiere a un compuesto que comprende un catión de amonio y un anión que puede ser inorgánico, como por ejemplo el anión cloruro. In a preferred embodiment of the method of the invention, the nitrogen source is selected from the list consisting of: ammonium, urea, the twenty-two different proteinogenic amino acids, and any combination thereof. In another particular embodiment of the method of the invention, the nitrogen source is ammonium. Preferably, the ammonium is in salt form. In the present invention, the term "ammonium salt" refers to a compound comprising an ammonium cation and an anion, which may be inorganic, such as the chloride anion.

En una realización más preferida del método de la invención, la fuente de nitrógeno es amonio en forma de cloruro de amonio. In a more preferred embodiment of the method of the invention, the nitrogen source is ammonium in the form of ammonium chloride.

En el presente documento, el término "fuente de carbono" se refiere a moléculas, compuestos químicos, materia orgánica, que comprenden átomos de carbono (C) y que son metabolizadas por los microorganismos para llevar a cabo su crecimiento y desarrollo, en donde dicha fuente de carbono puede tener origen inorgánico u orgánico. In this document, the term "carbon source" refers to molecules, chemical compounds, organic matter, comprising carbon atoms (C) and which are metabolized by microorganisms to carry out their growth and development, where said carbon source may have inorganic or organic origin.

En una realización preferida del método de la invención la fuente de carbono se selecciona de la lista que consiste en: glucosa, fructosa, manosa, galactosa, sacarosa, maltosa y rafinosa. En otra realización más preferida del método de la invención, la fuente de carbono es glucosa. In a preferred embodiment of the method of the invention, the carbon source is selected from the list consisting of: glucose, fructose, mannose, galactose, sucrose, maltose, and raffinose. In another more preferred embodiment of the method of the invention, the carbon source is glucose.

En otra realización preferida del método de la invención, el medio de cultivo comprende glucosa en una concentración de entre 10 y 300 gramos de glucosa por litro de medio de cultivo (g/L), más preferiblemente entre 20 y 250 gramos de glucosa por litro de medio de cultivo, entre 30 y 150 gramos de glucosa por litro de medio de cultivo, y aún más preferiblemente entre 50 y 100 gramos de glucosa por litro de medio de cultivo. In another preferred embodiment of the method of the invention, the culture medium comprises glucose in a concentration of between 10 and 300 grams of glucose per liter of culture medium (g/L), more preferably between 20 and 250 grams of glucose per liter of culture medium, between 30 and 150 grams of glucose per liter of culture medium, and even more preferably between 50 and 100 grams of glucose per liter of culture medium.

En otra realización preferida del método de la invención, el medio de cultivo comprende la sal de amonio, preferiblemente cloruro de amonio, en una concentración de entre 0,1 y 10 gramos de sal de amonio por litro de medio de cultivo, más preferiblemente entre 0,2 y 5 gramos de sal de amonio por litro de medio de cultivo, entre 0,2 y 2 gramos de sal de amonio por litro de medio de cultivo, y aún más preferiblemente entre 0,4 y 1,5 gramos de amonio por litro de medio de cultivo. In another preferred embodiment of the method of the invention, the culture medium comprises ammonium salt, preferably ammonium chloride, in a concentration of between 0.1 and 10 grams of ammonium salt per liter of culture medium, more preferably between 0.2 and 5 grams of ammonium salt per liter of culture medium, between 0.2 and 2 grams of ammonium salt per liter of culture medium, and even more preferably between 0.4 and 1.5 grams of ammonium per liter of culture medium.

Los presentes inventores han demostrado que la célula de la invención además puede sintetizar serotonina a partir de otras fuentes de nitrógeno como el aminoácido L-triptófano. The present inventors have demonstrated that the cell of the invention can also synthesize serotonin from other nitrogen sources such as the amino acid L-tryptophan.

Así en otra realización preferida del método de la invención, el medio de cultivo comprende triptófano, más preferiblemente el medio de cultivo comprende L-triptófano y amonio como fuentes de cultivo. Thus in another preferred embodiment of the method of the invention, the culture medium comprises tryptophan, more preferably the culture medium comprises L-tryptophan and ammonium as culture sources.

En otra realización preferida del método de la invención, el medio de cultivo comprende entre 0,5 y 5 gramos de L-triptófano por litro de medio de cultivo, más preferiblemente entre 1 y 3 gramos de L-triptófano por litro de medio de cultivo. In another preferred embodiment of the method of the invention, the culture medium comprises between 0.5 and 5 grams of L-tryptophan per liter of culture medium, more preferably between 1 and 3 grams of L-tryptophan per liter of culture medium.

Como entiende un experto en la materia, el cultivo de la célula o de una población que comprende la célula de la invención tiene que llevarse a cabo en unas condiciones adecuadas para que la levadura pueda crecer y sintetizar serotonina. Las condiciones adecuadas de pH, temperatura, humedad, etc., necesarias para cultivar una cepa deSaccharomyces cerevisiaeson ampliamente conocidas en el estado de la técnica. As understood by those skilled in the art, the cultivation of the cell or a population comprising the cell of the invention must be carried out under conditions suitable for the yeast to grow and synthesize serotonin. The appropriate conditions of pH, temperature, humidity, etc., necessary to cultivate a strain of Saccharomyces cerevisiae are widely known in the state of the art.

En general, el crecimiento de levadurasSaccharomyces cerevisiaerequiere de una temperatura por encima de aproximadamente 10°C y por debajo de aproximadamente 40°C. Así, en una realización preferida del método de la invención, la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura de entre 15°C y 40°C, preferiblemente de entre 20°C y 35°C, más preferiblemente de entre 24°C y 32°C. En otra realización todavía más preferida, la etapa (a) del método de la invención se lleva a cabo a una temperatura de 28°C. In general, the growth of the yeast Saccharomyces cerevisiae requires a temperature above about 10°C and below about 40°C. Thus, in a preferred embodiment of the method of the invention, step (a) is carried out at a temperature of between 15°C and 40°C, preferably between 20°C and 35°C, more preferably between 24°C and 32°C. In another even more preferred embodiment, step (a) of the method of the invention is carried out at a temperature of 28°C.

En otra realización preferida del método de la invención, la etapa a) se lleva a cabo durante un período de tiempo de entre 24 y 120 horas, más preferiblemente durante un período de entre 48 y 96 horas, y aún más preferiblemente durante 72 horas. In another preferred embodiment of the method of the invention, step a) is carried out for a period of time between 24 and 120 hours, more preferably for a period between 48 and 96 hours, and even more preferably for 72 hours.

Preferiblemente la etapa a) del método de la invención se lleva a cabo en condiciones de agitación. Preferably, step a) of the method of the invention is carried out under stirring conditions.

Una vez que ha finalizado la etapa a) del método de la invención, se puede aislar la serotonina producida mediante métodos conocidos para la persona experta en la materia, que incluyen ejemplos como, sin limitación, centrifugación, cromatografía, decantación, filtración, liofilización o mediante solventes orgánicos. Once step a) of the method of the invention has been completed, the serotonin produced can be isolated by methods known to the person skilled in the art, which include examples such as, but not limited to, centrifugation, chromatography, decantation, filtration, lyophilization or by means of organic solvents.

Así, en otra realización preferida, el método de la invención además comprende la siguiente etapa: b) purificar la serotonina tras el paso a). Thus, in another preferred embodiment, the method of the invention further comprises the following step: b) purifying the serotonin after step a).

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASDESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1.Comparación de la concentración de serotonina en mg/L entre las cepas control BY4743, la cepa SER y la cepa SER+ARO4K229L en un medio enriquecido en triptófano. Figure 1. Comparison of serotonin concentration in mg/L between the control strains BY4743, the SER strain and the SER+ARO4K229L strain in a tryptophan-enriched medium.

Figura 2.Comparación de la concentración de serotonina en mg/L entre las cepas control BY4743, la cepa SER y la cepa SER+ARO4K229L en un medio con glucosa y amonio como fuente de nitrógeno. Figure 2. Comparison of serotonin concentration in mg/L between the control strains BY4743, the SER strain and the SER+ARO4K229L strain in a medium with glucose and ammonium as a nitrogen source.

EJEMPLOSEXAMPLES

A continuación, se ilustrará la invención mediante unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del producto de la invención. The invention will now be illustrated by tests carried out by the inventors, which demonstrate the effectiveness of the product of the invention.

Ejemplo 1. Producción de serotoninaExample 1. Serotonin production

Los inventores han optimizado la producción de serotonina a partir de glucosa con la cepa deSaccharomyces cerevisiaerecombinante, la cepa S.cerevisiaeTDC T5H ARO4K229L, mediante la combinación de la integración múltiple en el genoma de los genes L-triptófano descarboxilasa deClostridium sporogenes(CsTDC), que genera la descarboxilación del L-triptofano a triptamina, y la hidroxilasa T5H deOryza sativa(OsT5H), que produce la hidroxilación de la triptamina a serotonina y la sobreexpresión deARO4de S.cerevisiaecon la mutación puntual K229L (ARO4 K229L), igualmente mediante la integración en el genoma. The inventors have optimized the production of serotonin from glucose with the recombinant strain Saccharomyces cerevisiae, the S. cerevisiae TDC T5H ARO4K229L strain, by combining multiple integration into the genome of the genes L-tryptophan decarboxylase from Clostridium sporogenes (CsTDC), which generates the decarboxylation of L-tryptophan to tryptamine, and the T5H hydroxylase from Oryza sativa (OsT5H), which produces the hydroxylation of tryptamine to serotonin, and the overexpression of ARO4 from S. cerevisiae with the point mutation K229L (ARO4 K229L), also by integration into the genome.

Materiales y MétodosMaterials and methods

2.1. Construcción de plásmidos y cepas productoras serotonina2.1. Construction of serotonin-producing plasmids and strains

Las secuencias de los genes TDC deClostridium sporogenesy T5H deOryza sativafueron sintetizadas químicamente por la empresa Twist Bioscience. Estas secuencias fueron optimizadas para el uso de codones de S.cerevisiae.Para clonarlas en los plásmidos fueron amplificadas con los cebadores TDC SamHI F, TDCXhoIR, T5H SamHI F y T5H XhoI R (Tabla 1) a partir de los fragmentos de ADN sintetizados químicamente. Estos cebadores incluyen colas que contienen la secuencia de reconocimiento de las enzimas de restricción SamHI y XhoI, las cuales se utilizaron para el clonaje de ambos genes en el plásmido p426GPD (Mumberg et al., 1995), originando el plásmido p426GPD-TDC y p426GPD-T5H (Tabla 2). The sequences of the Clostridium sporogenes TDC and Oryza sativa T5H genes were chemically synthesized by Twist Bioscience. These sequences were optimized for S. cerevisiae codon usage. To clone them into plasmids, they were amplified from the chemically synthesized DNA fragments with the primers TDC SamHI F, TDCXhoIR, T5H SamHI F, and T5H XhoI R (Table 1). These primers include tails containing the recognition sequence for the restriction enzymes SamHI and XhoI, which were used to clone both genes into plasmid p426GPD (Mumberg et al., 1995), giving rise to plasmids p426GPD-TDC and p426GPD-T5H (Table 2).

Tabla 1. Cebadores utilizados para la obtención de cepas de levadura modificadas genéticamente para la producción de serotonina. Table 1. Primers used to obtain genetically modified yeast strains for serotonin production.

Tabla 2. Plásmidos utilizados para la obtención de cepas de levadura modificadas 5 genéticamente para la producción de serotonina. Table 2. Plasmids used to obtain genetically modified yeast strains for serotonin production.

Para la modificación de un cambio de aminoácido en el genARO4,se procedió a la amplificación del genARO4mediante PCR a partir del DNA genómico de la cepa de S.cerevisiaeSc288C, utilizando los cebadores ARO4 F BamHI y ARO4 R XhoI. Estos cebadores incluyen colas que contienen la secuencia de reconocimiento de las enzimas de restricción BamHI yXhoI,las cuales se utilizaron para el clonaje deARO4en el plásmido p426GPD (Mumberg et al., 1995), originando el plásmido p426GPD-aro4. A partir del plásmido p426GPD-aro4 se realizó mutagénesis dirigida por PCR, para generar una mutación puntual en la secuencia deARO4utilizando los cebadores ARO4 F BamHI / ARO4 R XhoI / ARO4 K229L F / ARO4 K229L R. En concreto, se produjo la sustitución de la secuencia AAG (codificante para el aminoácido lisina, K) por TTG (codificante para el aminoácido leucina, L) en la posición de nucleótido 685 de la secuencia de nucleótidos que codifica ARO4 (SEQ ID NO: 8) obteniendo la secuencia nucleótidos que codifica ARO4 K229L (SEQ ID NO: 6). For the modification of an amino acid change in the ARO4 gene, the ARO4 gene was amplified by PCR from the genomic DNA of the S. cerevisiae Sc288C strain, using the primers ARO4 F BamHI and ARO4 R XhoI. These primers include tails containing the recognition sequence of the restriction enzymes BamHI and XhoI, which were used for the cloning of ARO4 into the plasmid p426GPD (Mumberg et al., 1995), originating the plasmid p426GPD-aro4. From the plasmid p426GPD-aro4, PCR-directed mutagenesis was performed to generate a point mutation in the ARO4 sequence using the primers ARO4 F BamHI / ARO4 R XhoI / ARO4 K229L F / ARO4 K229L R. Specifically, the sequence AAG (coding for the amino acid lysine, K) was replaced by TTG (coding for the amino acid leucine, L) at nucleotide position 685 of the nucleotide sequence encoding ARO4 (SEQ ID NO: 8), obtaining the nucleotide sequence encoding ARO4 K229L (SEQ ID NO: 6).

Secuencia de nucleótidos que codifica para la enzima de ARO4 deSaccharomyces cerevisisae,SEQ ID NO: 8: Nucleotide sequence encoding the ARO4 enzyme of Saccharomyces cerevisiae, SEQ ID NO: 8:

Para la construcción de los plásmidos de integración pCfB2803 TDC+T5H y pCfB2988 ARO4* se procedió al ensamblaje de los mismos mediante la técnica de clonaje conocida como USER (reacción de escisión específica de uracilo). Para ello, se amplificaron mediante PCR los siguientes “biobricks”: TDC, T5H, promotor dual TEF1-PGK1, y GPDp-ARO4*. Para la amplificación de dichos “biobricks”, se utilizaron cebadores que contenían uracilos y la ADN polimerasa Phusion U Hot Start (Thermo Scientific). Los cebadores empleados para la amplificación de los “biobricks” fueron: OsT5H-GV2R, CsTDC-GV1R, CsTDC-GP1F, OsT5H-GV2R, PG1R (TEF1p), PG2R (PGK1p), PV2F (GPDp), y GV2R (ARO4). To construct the integration plasmids pCfB2803 TDC+T5H and pCfB2988 ARO4*, they were assembled using the cloning technique known as USER (uracil-specific cleavage reaction). To do this, the following biobricks were amplified by PCR: TDC, T5H, TEF1-PGK1 dual promoter, and GPDp-ARO4*. Primers containing uracils and Phusion U Hot Start DNA polymerase (Thermo Scientific) were used to amplify these biobricks. The primers used for the amplification of the “biobricks” were: OsT5H-GV2R, CsTDC-GV1R, CsTDC-GP1F, OsT5H-GV2R, PG1R (TEF1p), PG2R (PGK1p), PV2F (GPDp), and GV2R (ARO4).

Para ensamblar los genes productores de serotonina en el plásmido pCfB2803 se amplificaron tres secuencias o “biobricks” , una conteniendo TDC, otra conteniendo T5H y una tercera conteniendo dos promotores constitutivos fuertes PGK1p y TEF1p, amplificados a partir de los plásmidos construidos previamente p426GPD-TDC, p426GPD-T5H y pCfB2628 (Germann et al., 2016), respectivamente. Para ello se usaron los cebadores OsT5H-GV2, CsTDC-GV1R, CsTDC-GP1F, OsT5H-GV2R, PG1R (TEF1p), PG2R (PGK1p). To assemble the serotonin-producing genes in plasmid pCfB2803, three sequences or “biobricks” were amplified, one containing TDC, another containing T5H and a third containing two strong constitutive promoters PGK1p and TEF1p, amplified from the previously constructed plasmids p426GPD-TDC, p426GPD-T5H and pCfB2628 (Germann et al., 2016), respectively. For this purpose, the primers OsT5H-GV2, CsTDC-GV1R, CsTDC-GP1F, OsT5H-GV2R, PG1R (TEF1p), PG2R (PGK1p) were used.

Para ensamblar elARO4modificado en el pCfB2988, tras la mutagénesis dirigida se construyó el plásmido p426GPD-ARO4*, a partir del cual se amplificó tanto el promotor como la secuencia deARO4mutado con los cebadores PV2F (GPDp) / GV2R (ARO4), obteniéndose así el “biobrick” GPDp-ARO4*. To assemble the modified ARO4 in pCfB2988, after directed mutagenesis, the plasmid p426GPD-ARO4* was constructed, from which both the promoter and the mutated ARO4 sequence were amplified with the primers PV2F (GPDp) / GV2R (ARO4), thus obtaining the GPDp-ARO4* “biobrick”.

En paralelo, los vectores pCfB2988 y pCfB2803 empleados (Maury et al., 2016) se prepararon mediante tratamiento secuencial con las enzimas AsiSI(SfaAI)(Thermo Fisher Scientific) y BsmI (New England Biolabs). Después de la purificación, los vectores preparados y las secuencias amplificadas se mezclaron y trataron con la enzima USER™ (New England Biolabs) y tras la reacción, la mezcla se utilizó directamente para la transformación bacteriana obteniéndose pCfB2803 TDC+T5H y pCfB2988 ARO4*. La correcta construcción de los plásmidos pCfB2803 TDC+T5H y pCfB2988 ARO4* se confirmó mediante secuenciación Sanger utilizando los cebadores ADH1_test_fw y CYC1_test_rv. In parallel, the vectors pCfB2988 and pCfB2803 used (Maury et al., 2016) were prepared by sequential treatment with the enzymes AsiSI(SfaAI)(Thermo Fisher Scientific) and BsmI (New England Biolabs). After purification, the prepared vectors and the amplified sequences were mixed and treated with the enzyme USER™ (New England Biolabs) and after the reaction, the mixture was used directly for bacterial transformation, obtaining pCfB2803 TDC+T5H and pCfB2988 ARO4*. The correct construction of the plasmids pCfB2803 TDC+T5H and pCfB2988 ARO4* was confirmed by Sanger sequencing using the primers ADH1_test_fw and CYC1_test_rv.

El plásmido pCfB2803 T5H TDC es un vector que permite integraciones múltiples TDC y T5H en sitios que comparten homología con los elementos Ty4, y el plásmido pCfB2988 ARO4* en sitios que comparten homología con los elementos Ty1, los cuales ambos están distribuidos ampliamente por todo el genoma de la levadura (Maury et al., 2016). Para poder integrar el casete génico TDC+T5H, así como el casete génico con el gen ARO4 mutado, se empleó la cepa BY4743, una cepa de S.cerevisiaede laboratorio que tiene auxotrofia para los genesURA3, LEU2eHIS3.El casete que complemente la auxotrofía de URA fue pCfB2988, mientras que el caste que complementó la auxotrofía de LEU fue pCfB2803. Plasmid pCfB2803 T5H TDC is a vector that allows multiple TDC and T5H integrations at sites that share homology with Ty4 elements, and plasmid pCfB2988 ARO4* at sites that share homology with Ty1 elements, both of which are widely distributed throughout the yeast genome (Maury et al., 2016). In order to integrate the TDC+T5H gene cassette, as well as the gene cassette with the mutated ARO4 gene, the BY4743 strain, a laboratory S. cerevisiae strain that has auxotrophy for the URA3, LEU2, and HIS3 genes, was used. The cassette that complemented URA auxotrophy was pCfB2988, while the cast that complemented LEU auxotrophy was pCfB2803.

Para la integración de las modificaciones anteriormente comentadas en la cepa, tras la comprobación de la correcta construcción de los vectores pCfB2803 TDC+T5H y pCfB2988 ARO4* mediante secuenciación Sanger, se amplificaron ambos vectores para la extracción de los casetes génicos, mediante la digestión de ambos plásmidos con la enzima de restricciónNotIy purificación por columna, previo a la transformación de la levadura. For the integration of the previously mentioned modifications in the strain, after verifying the correct construction of the vectors pCfB2803 TDC+T5H and pCfB2988 ARO4* by Sanger sequencing, both vectors were amplified for the extraction of the gene cassettes, by digesting both plasmids with the restriction enzyme NotI and column purification, prior to the transformation of the yeast.

Para la transformación de S.cerevisiaese utilizó el protocolo de transformación de acetato de litio descrito por Gietz et al., (2004), en el que las células son incubadas en presencia de acetato de litio, polietilenglicol, DNA “carrier” y el plásmido de interés y sometidas a un choque térmico de 28°C durante 30 minutos, seguido de un choque térmico de 42°C durante 30 minutos. Posteriormente, las células se siembran en los diferentes medios de selección y se incuban a 28°C durante 2 o 3 días. La correcta integración de las secuencias fue confirmada mediante PCR de colonia utilizando los cebadores CsTDC R Xhol / OsT5H R Xhol para la integración de TDC Y T5H, y los cebadores GPD_test_Fw / ARO4 R Xhol para la integración de pGPD_ARO4 K229L. For the transformation of S.cerevisiae, the lithium acetate transformation protocol described by Gietz et al., (2004) was used, in which cells are incubated in the presence of lithium acetate, polyethylene glycol, carrier DNA and the plasmid of interest and subjected to a heat shock of 28°C for 30 minutes, followed by a heat shock of 42°C for 30 minutes. Subsequently, the cells are seeded in the different selection media and incubated at 28°C for 2 or 3 days. The correct integration of the sequences was confirmed by colony PCR using the primers CsTDC R Xhol / OsT5H R Xhol for the integration of TDC Y T5H, and the primers GPD_test_Fw / ARO4 R Xhol for the integration of pGPD_ARO4 K229L.

La cepa originada tras la integración del casete génico obtenido de la digestión conNotI del pCfB2803 TDC+T5H se identifica como “cepa SER”. La cepa originada tras la integración en la cepa SER del casete génico obtenido de la digestión con Notl del pCfB2988 ARO4K229L se identifica como “cepa SER ARO4K229L “. The strain resulting from the integration of the gene cassette obtained from the NotI digestion of pCfB2803 TDC+T5H is identified as “SER strain”. The strain resulting from the integration of the gene cassette obtained from the NotI digestion of pCfB2988 ARO4K229L into the SER strain is identified as “SER strain ARO4K229L”.

2.2. Condiciones de crecimiento y preparación de las muestras2.2. Growth conditions and sample preparation

Para determinar la producción de serotonina, las cepas modificadas SER y SER ARO4K229L fueron inoculadas en 5 mL de medio YNB toda la noche a 28° C en agitación. A la mañana siguiente, se inoculó el cultivo en medio fresco en una cantidad de células de 2x106 células/ml y se creció en 2 medios: Uno con toda la fuente de nitrógeno proveniente del amonio, y otra donde había una proporción 1:1 entre amonio y L-triptofano (Tabla 3). Se inocularon las cepas en matraces tipo Erlenmeyer con una proporción de volumen de medio / volumen total de 1/5. Este cultivo se incubó en agitación constante a 28° C, y tras 72 h de crecimiento se tomó muestra para analizar por HPLC-FLD. Las muestras se diluyeron al 50% con metanol absoluto de calidad de HPLC y fueron filtradas con filtros de nylon de 0,22 pm previamente a la inyección en el cromatógrafo. To determine serotonin production, the modified strains SER and SER ARO4K229L were inoculated into 5 mL of YNB medium overnight at 28°C with shaking. The following morning, the culture was inoculated into fresh medium at a cell count of 2x106 cells/mL and grown in two media: one with all the nitrogen source coming from ammonium, and another with a 1:1 ratio between ammonium and L-tryptophan (Table 3). Strains were inoculated into Erlenmeyer flasks with a medium volume/total volume ratio of 1/5. This culture was incubated with constant shaking at 28°C, and after 72 h of growth, a sample was taken for analysis by HPLC-FLD. Samples were diluted to 50% with HPLC-grade absolute methanol and filtered with 0.22 pm nylon filters prior to injection into the chromatograph.

Tabla 3.Composición del medio mínimo (YNB) utilizado para la producción de serotonina. Table 3. Composition of the minimal medium (YNB) used for serotonin production.

2.3. Detección y cuantificación de serotonina mediante cromatografía líquida2.3. Detection and quantification of serotonin by liquid chromatography

La serotonina producida se detectó mediante cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) en un cromatógrafo Waters ACQ Arc Sys Core usando una columna Accucore™ C18 (Thermo Scientific) de fase reversa, de dimensiones 4,6 * 150 mm y 2,6 pm de tamaño de partícula. Las fases móviles empleadas fueron A (acetonitrilo) y B (0.01% ácido trifluoroacético en agua) con un flujo constante de 0,8 m Lm in-1, el volumen de inyección fue de 10 pL y el programa de gradientes se ajustó como sigue: flujo inicial de 5:95% (A:B) 0-7min, 90:10 % (A:B) 7-11 min, 5:95 % (A:B), 11-17 min. La detección de analitos tuvo lugar en un detector de fluorescencia Waters 2475 (FLR) donde se extrajo el cromatograma correspondiente a la A excitación = 295 nm y A emisión = 330nm. El tiempo de retención para la serotonina fue 5,5 min. The serotonin produced was detected by high performance liquid chromatography (HPLC) on a Waters ACQ Arc Sys Core chromatograph using a reversed phase Accucore™ C18 column (Thermo Scientific) with dimensions of 4.6 * 150 mm and 2.6 pm particle size. The mobile phases used were A (acetonitrile) and B (0.01% trifluoroacetic acid in water) with a constant flow rate of 0.8 m Lm in-1, the injection volume was 10 pL and the gradient program was set as follows: initial flow rate of 5:95% (A:B) 0-7 min, 90:10 % (A:B) 7-11 min, 5:95 % (A:B), 11-17 min. Analyte detection took place in a Waters 2475 fluorescence detector (FLR) where the chromatogram corresponding to excitation A = 295 nm and emission A = 330 nm was extracted. The retention time for serotonin was 5.5 min.

ResultadosResults

La cepa de S.cerevisiaecon los genes TDC y T5H produjo aproximadamente 567 mg L-1 desde un medio enriquecido con L-triptofano. En cambio, en un medio donde solo hay glucosa y amonio, la cepa SER fue capaz de producir 22 m g L -1 de serotonina tras 72 h de crecimiento en dicho medio. Al modificar dicha cepa con la sobreexpresión del genARO4modificado con la sustitución K229L produjo un aumento de más de 5 veces la producción de serotonina respecto a la cepa con solo TDC T5H, superando los 120 mg/L (Tabla 4). The S. cerevisiae strain with the TDC and T5H genes produced approximately 567 mg L-1 from a medium enriched with L-tryptophan. In contrast, in a medium containing only glucose and ammonium, the SER strain was able to produce 22 mg L-1 of serotonin after 72 h of growth in said medium. Modifying this strain with overexpression of the ARO4 gene modified with the K229L substitution produced an increase of more than 5 times the production of serotonin compared to the strain with only TDC T5H, exceeding 120 mg/L (Table 4).

Tabla 4. Concentraciones en m g L -1 de serotonina producida por las cepas modificadas tras 72 h en medio mínimo con 80 g-L'1 de glucosa y diferentes fuentes de nitrógeno. Table 4. Concentrations in mg L-1 of serotonin produced by the modified strains after 72 h in minimal medium with 80 g L-1 of glucose and different nitrogen sources.

Claims (22)

REIVINDICACIONES 1. Una célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante que comprende:1. A recombinant Saccharomyces cerevisiae cell comprising: (i) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1;(i) a nucleotide sequence encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity to the amino acid sequence SEQ ID NO: 1; (ii) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y(ii) a nucleotide sequence encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity to the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and (iii) una secuencia de nucleótidos que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L).(iii) a nucleotide sequence encoding an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme comprises an amino acid sequence with at least 80% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L). 2. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según la reivindicación 1, donde dicha célula comprende:2. The recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to claim 1, wherein said cell comprises: - la secuencia de nucleótidos (i) que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1;- the nucleotide sequence (i) encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 1; - la secuencia de nucleótidos (ii) que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y- the nucleotide sequence (ii) encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and - la secuencia de nucleótidos (iii) que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 comprende una secuencia de aminoácidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L).- the nucleotide sequence (iii) encoding an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme comprises an amino acid sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L). 3. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según la reivindicación 1 o 2, donde dicha célula comprende:3. A recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to claim 1 or 2, wherein said cell comprises: - la secuencia de nucleótidos (i) que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 4;- the nucleotide sequence (i) encoding the enzyme L-tryptophan decarboxylase comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4; - la secuencia de nucleótidos (ii) que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 5; y- the nucleotide sequence (ii) encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; and - la secuencia de nucleótidos (iii) que codifica para la enzima ARO4 K229L comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 80% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6.- the nucleotide sequence (iii) encoding the ARO4 K229L enzyme comprises a nucleotide sequence with at least 80% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6. 4. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde dicha célula comprende:4. Combinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 3, wherein said cell comprises: - la secuencia de nucleótidos (i) que codifica para la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 4;- the nucleotide sequence (i) encoding the enzyme L-tryptophan decarboxylase comprises a nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 4; - la secuencia de nucleótidos (ii) que codifica para la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende la secuencia una nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 5; y - la secuencia de nucleótidos (iii) que codifica para la enzima ARO4 K229L comprende una secuencia de nucleótidos con al menos un 85, 90, 95, 96, 97, 98 o 99% de identidad con la secuencia de nucleótidos SEQ ID NO: 6.- the nucleotide sequence (ii) encoding the enzyme tryptamine 5-hydroxylase comprises a nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 5; and - the nucleotide sequence (iii) encoding the enzyme ARO4 K229L comprises a nucleotide sequence with at least 85, 90, 95, 96, 97, 98 or 99% identity with the nucleotide sequence SEQ ID NO: 6. 5. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha célula comprende:5. Combinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 4, wherein said cell comprises: - la secuencia de nucleótidos (i) que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, donde la enzima L-triptófano descarboxilasa comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1;- the nucleotide sequence (i) encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme comprises the amino acid sequence SEQ ID NO: 1; - la secuencia de nucleótidos (ii) que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa comprende la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y- the nucleotide sequence (ii) encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme comprises the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and - la secuencia de nucleótidos (iii) que codifica para una enzima ARO4 en donde la enzima ARO4 consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4 K229L).- the nucleotide sequence (iii) encoding an ARO4 enzyme wherein the ARO4 enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4 K229L). 6. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde dicha célula comprende:6. Combinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 5, wherein said cell comprises: - la secuencia de nucleótidos (i) que codifica para una enzima L-triptófano descarboxilasa o un fragmento de la misma, donde la enzima L-triptófano descarboxilasa consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 1;- the nucleotide sequence (i) encoding an L-tryptophan decarboxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the L-tryptophan decarboxylase enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 1; - la secuencia de nucleótidos (ii) que codifica para una enzima triptamina 5-hidroxilasa o un fragmento de la misma, en donde la enzima triptamina 5-hidroxilasa consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 2; y- the nucleotide sequence (ii) encoding a tryptamine 5-hydroxylase enzyme or a fragment thereof, wherein the tryptamine 5-hydroxylase enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 2; and - la secuencia de nucleótidos (iii) que codifica para una enzima ARO4 o un fragmento de la misma, en donde la enzima ARO4 consiste en la secuencia de aminoácidos SEQ ID NO: 3, y donde dicha secuencia de aminoácidos comprende la sustitución de K (lisina) por L (leucina) en la posición 229 (ARO4K229L).- the nucleotide sequence (iii) encoding an ARO4 enzyme or a fragment thereof, wherein the ARO4 enzyme consists of the amino acid sequence SEQ ID NO: 3, and wherein said amino acid sequence comprises the substitution of K (lysine) for L (leucine) at position 229 (ARO4K229L). 7. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) comprenden las secuencias de nucleótidos SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 y SEQ ID NO: 6 respectivamente.7. Recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 6, wherein the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) comprise the nucleotide sequences SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 respectively. 8. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde las secuencias de nucleótidos (i), (ii) y (iii) consisten en las secuencias de nucleótidos SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 y SEQ ID NO: 6 respectivamente.8. Recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 7, wherein the nucleotide sequences (i), (ii) and (iii) consist of the nucleotide sequences SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 5 and SEQ ID NO: 6 respectively. 9. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde la enzima codificada por la secuencia (iii) se encuentra sobreexpresada.9. Recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 8, wherein the enzyme encoded by sequence (iii) is overexpressed. 10. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, donde la enzima codificada por la secuencia (i) se encuentra sobreexpresada.10. Recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 9, wherein the enzyme encoded by sequence (i) is overexpressed. 11. Célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde la enzima codificada por la secuencia (ii) se encuentra sobreexpresada.11. Recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 10, wherein the enzyme encoded by sequence (ii) is overexpressed. 12. Una composición que comprende la célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.12. A composition comprising the recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 11. 13. Uso de la cepa deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, o la composición según la reivindicación 12, para la producción de serotonina.13. Use of the recombinant Saccharomyces cerevisiae strain according to any one of claims 1 to 11, or the composition according to claim 12, for the production of serotonin. 14. Un método para la producción de serotonina que comprende:14. A method for the production of serotonin comprising: (a) cultivar la célula deSaccharomyces cerevisiaerecombinante según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, o la composición según la reivindicación 12, en un medio de cultivo que comprende al menos una fuente de carbono y una fuente de nitrógeno.(a) culturing the recombinant Saccharomyces cerevisiae cell according to any one of claims 1 to 11, or the composition according to claim 12, in a culture medium comprising at least one carbon source and one nitrogen source. 15. Método para la producción de serotonina según la reivindicación 14, en donde la fuente de carbono es glucosa.15. Method for the production of serotonin according to claim 14, wherein the carbon source is glucose. 16. Método para la producción de serotonina según la reivindicación 14 o 15, en donde la fuente de carbono es glucosa y/o la fuente de nitrógeno es amonio.16. Method for the production of serotonin according to claim 14 or 15, wherein the carbon source is glucose and/or the nitrogen source is ammonium. 17. Método para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, en donde el amonio está en forma de sal, preferiblemente como cloruro de amonio.17. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 16, wherein the ammonium is in salt form, preferably as ammonium chloride. 18. Método para la producción para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en donde el medio de cultivo comprende glucosa en una concentración de entre 10 y 300 gramos de glucosa por litro de medio de cultivo.18. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 17, wherein the culture medium comprises glucose in a concentration of between 10 and 300 grams of glucose per liter of culture medium. 19. Método para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, en donde el medio de cultivo comprende la sal de amonio, preferiblemente cloruro de amonio, en una concentración de entre 0,1 y 10 gramos de sal de amonio por litro de medio de cultivo.19. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 18, wherein the culture medium comprises the ammonium salt, preferably ammonium chloride, in a concentration of between 0.1 and 10 grams of ammonium salt per liter of culture medium. 20. Método para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, donde la etapa (a) se lleva a cabo a una temperatura de entre 24°C y 32°C.20. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 19, wherein step (a) is carried out at a temperature between 24°C and 32°C. 21. Método para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, donde la etapa a) se lleva a cabo durante un tiempo de entre 24 horas y 120 horas.21. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 20, wherein step a) is carried out for a period of between 24 hours and 120 hours. 22. Método para la producción de serotonina según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, en donde dicho método además comprende el siguiente paso: (b) purificar la serotonina tras el paso (a).22. Method for the production of serotonin according to any one of claims 14 to 21, wherein said method further comprises the following step: (b) purifying the serotonin after step (a).
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