TWI770641B

TWI770641B - 代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株、其用於製備降低尿毒素之組成物的用途以及利用其代謝酪胺酸的方法

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Publication number: TWI770641B
Application number: TW109136176A
Authority: TW
Inventors: 黃一修; 陳振暐; 橋本昌征; 吳意珣; 藍以峻; 宋婷涵; 富文譚; 慧燕曾; 峻松楊; 陳彥中; 謦潞楊; 湖庭陳; 林孟謙; 徐子桓; 季語邢; 于心婕; 謝潔恩; 蔡佳樺
Original assignee: 國立成功大學
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2022-07-11
Also published as: TW202216993A

Abstract

本發明提供一種代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統，其中上述基因表現系統包含第一核酸片段及第二核酸片段，且第二核酸片段操作地連接第一核酸片段。上述第一核酸片段及第二核酸片段分別包含如序列辨識編號(SEQ ID NO.):1及2所示之序列。含有上述基因表現系統之轉形株可藉由將酪胺酸轉變成對香豆酸來降低酪胺酸含量，從而減少對甲酚之生成，進而減少尿毒素之含量。

Description

代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株、其用於製備降低尿毒素之組成物的用途以及利用其代謝酪胺酸的方法

本發明是有關於一種細菌基因表現系統，特別是關於一種代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統、含其之轉形株及其應用。

慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)是一種腎臟受到不可逆的傷害而導致腎功能逐漸下降的疾病，其中糖尿病、高血壓及/或痛風的患者為CKD之高危險群。隨著CKD病程的發展，尿毒素會逐漸累積在患者血液中，從而干擾全身性細胞的代謝及功能，最後造成多重器官的衰竭。尿毒素中，對甲酚(p-cresol)的累積不僅予CKD之惡化有關，還與CKD患者併發的心血管疾病高度相關。因此，減緩或預防慢性腎臟病的方法除了控制上述慢性疾病外，還包含降低體內對甲酚含量。

對甲酚是腸道菌代謝酪胺酸之產物。在健康的人體中，製造對甲酚的腸道菌菌種不多，且對甲酚可藉由尿液排除。相反地，CKD會改變生理環境，從而改變腸道菌相，其中如果特殊菌種(如：艱難梭狀芽孢桿菌，Clostridium difficile)菌種過度生長，對甲酚之產量就會上升。再者，由於腎功能受損，對甲酚也無法藉由尿液排除，導致對甲酚在血液中累積並攻擊腎臟，從而加劇CKD的惡化。減少對甲酚的方法包含飲食控制、血液透析及/或尿毒素吸附劑(如：AST-120)，然而酪胺酸廣泛存在於食物，因此藉由飲食控制來降低對甲酚之效果有限。其次，對甲酚與蛋白質的親和力高，故血液透析難移除對甲酚。再者，目前尚無有力證據證實尿毒素吸附劑具有改善CKD之功效。

有鑑於此，亟需一種有效減少對甲酚的方法，以解決對甲酚造成CKD惡化的問題。

因此，本發明之一樣態是提供一種代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統，其中上述基因表現系統包含特殊的酪胺酸解胺酶(tyrosine-ammonia lyase，TAL)片段，且TAL操作性地連接特殊的核糖結合位點。表現上述細菌基因表現系統，可將酪胺酸代謝成對香豆酸(p-coumaric acid)。

本發明之另一樣態是提供一種代謝酪胺酸之轉形株，其包含宿主細胞及上述非病原性細菌基因表現系統位於宿主細胞內，故可將酪胺酸代謝成對香豆酸。

本發明之再一樣態是提供一種轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途，其係利用上述轉形株來將酪胺酸代謝為對香豆酸，藉以取代酪胺酸形成對甲酚的代謝路徑，從而降低對甲酚含量。

本發明之又一樣態是提供轉形株代謝酪胺酸的方法，其係利用上述轉形株來將酪胺酸代謝成對香豆酸。

根據本發明之上述態樣，提供一種代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統，其中細菌基因表現系統可包含第一核酸片段及第二核酸片段，第一核酸片段與第二核酸片段可例如位於第一表現載體上，且第一核酸片段操作地連接第二核酸片段。上述第一核酸片段可包含如序列辨識編號(SEQ ID NO.)：1所示之序列。上述第二核酸片段，可包含如SEQ ID NO.：2所示之序列。

在本發明之一實施例中，上述代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統可選擇性包含第三核酸序列，其中上述第三核酸序列可包含如SEQ ID NO.：3所示之序列，且第三核酸序列可例如位於第二表現載體上。

根據本發明之上述態樣，提供一種代謝酪胺酸之轉形株，其中上述轉形株可包含宿主細胞及非病原性細菌基因表現系統位於宿主細胞內。上述非病原性細菌基因表現系統包含第一核酸片段與第二核酸片段，第一核酸片段與第二核酸片段可例如位於第一表現載體上，且第一核酸片段是操作地連接第二核酸片段。上述第一核酸片段可包含如SEQ ID NO.：1所示之序列，且上述第二核酸片段可包含如SEQ ID NO.：2所示之序列。

在本發明之一實施例中，上述轉形株可選擇性包含第三核酸序列，其中上述第三核酸序列可包含如SEQ ID NO.：3所示之序列，且第三核酸序列可例如位於第二表現載體上。

在本發明之一實施例中，宿主細胞是大腸桿菌(Escherichia coli)Nissle 1917。

在本發明之一實施例中，宿主細胞可例如為碳酸酐酶(carbonic anhydrase)基因缺陷株轉形株。

根據本發明之上述態樣，提供一種轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途，其中轉形株是上述轉形株，藉以將酪胺酸代謝為對香豆酸。

在本發明之一實施例中，上述組成物是醫藥組成物或食品組成物。

根據本發明之上述態樣，提供一種利用轉形株代謝酪胺酸的方法，包含將上述轉形株培養於不小於5% CO₂之環境中。

應用本發明之代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株，可藉由將酪胺酸代謝成對香豆酸來降低對甲酚之生成，從而降低尿毒素含量。

10:第一質體

20:第二質體

30:第三質體

100,140,200,210,220,300:基因片段

110:第一克隆片段

111:方向

120:第二克隆片段

130:第三克隆片段

190:質體片段

191:氯黴素抗性基因

192:複製起始點pMB1片段

193:啟動子

310,320,330,340:區塊

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：[圖1A]及[圖1B]係繪示根據本發明一實施例之第一質體及第二質體之示意圖。

[圖2]係繪示根據本發明一實施例之第三質體之示意圖。

[圖3A]及[圖3B]分別係顯示根據本發明一實施例之0.04%(圖3A)及5%(圖3B)CO₂下的培養結果。

[圖4]係繪示根據本發明一實施例之不同轉形株每單位菌量生產對香豆酸含量的直條圖。

[圖5]係繪示根據本發明一實施例之在不同酪胺酸濃度下每單位菌量產生對香豆酸的直條圖。

本發明所提到的單數形式“一”、“一個”和“所述”包括複數引用，除非上下文另有明確規定。數值範圍(如10%~11%的A)若無特定說明皆包含上、下限值(即10%≦A≦11%)；數值範圍若未界定下限值(如低於0.2%的B，或0.2%以下的B)，則皆指其下限值可能為0(即0%≦B≦0.2%)。上述用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

承上所述，本發明提供一種代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統。藉由表現上述基因表現系統，可將酪胺酸(tyrosine)轉變為對香豆酸(p-coumaric acid)。由於對甲酚是部分腸道菌之酪胺酸的代謝產物，因此表達上述基因表現系統可降低上述腸道菌對酪胺酸之代謝，從而降低對甲酚之生成。

所述「非病原性細菌基因表現系統」表示基因表現系統是表現於細菌中，且上述細菌不致病。所述「基因表現系統」是特定基因進行表達所需的所有核酸片段，包含特定基因之核酸片段及調節區(regulatory region)片段，其中調節區片段是基因轉錄及/或轉譯開始進行所需之核酸片段，可例如核糖結合位點(ribosome-binding site，RBS)及啟動子(promoter)等，且調節區片段操作性連接特定基因之核酸片段。

所述「操作地連接」表示特定基因之核酸片段與調節區片段連接後，可表達特定基因，換言之，以順向(cis)的方式連接，因此，操作地連接的兩個片段間可間隔數個鹼基對，而不一定要相鄰連接。數個鹼基對可例如進行基因工程時未去除但不影響基因表現的片段，或是為了基因工程之操作(例如：提供限制酶的限制位點)而刻意保留的片段。

詳細而言，上述非病原性細菌基因表現系統包含第一核酸片段及第二核酸片段，其中第一核酸片段及第二核酸片段是位於同一表現載體上，且第一核酸片段是操作地連接第二核酸片段。上述第一核酸片段包含酪胺酸解胺酶(tyrosine-ammonia lyase，TAL)的基因序列，其中TAL可催化酪胺酸的非氧化型脫氨反應，從而獲得對香豆酸。在一實施例中，TAL基因片段可例如為球形紅桿菌(Rhodobacter sphaeroides)的RsTAL基因、莢膜紅桿菌(Rhodobacter capsulatus)的RcTAL基因、鏈黴菌(Streptomyces sp)的BagA基因，或西班牙糖絲菌Saccharothrix espanaensis(寄存機構：德國微生物和細胞培養有限公司的萊布尼茨研究所DSMZ；寄存編號：DSM 4429)的Sam8基因，其中相較於其他TAL，Sam8編碼(encoded)的TAL之專一性及效率較佳。在一實施例中，TAL的基因序列可例如SeSam8基因，如序列辨識編號(SEQ ID NO.)：1所示。上述SeSam8基因是由Sam8基因依據大腸桿菌的密碼子偏好性(codon usage bias)改良而成，故相較於Sam8基因，SeSam8基因較容易在大腸桿菌中表現。

上述第二核酸片段包含RBS的序列。在轉譯時，RBS是核糖體與RNA的連接位點，因此RBS之序列可影響核糖體的轉譯效率，從而影響下游基因的表現量，故可藉由連接不同的RBS來改變SeSam8基因的表現量。在一實施例中，將Sam8的原始RBS(normal RBS，NRBS)(如SEQ ID NO.：4所示)取代成如SEQ ID NO.：2所示之RBS序列，以提高SeSam8基因在轉形株中的表現量，從而提高對香豆酸之產率。

在一實施例中，上述第二核酸片段操作性地連接大腸桿菌的強啟動子J23100(如SEQ ID NO.：5所示)，以有效表達TAL的表現量。

上述非病原性細菌基因表現系統可選擇性包含第三核酸序列，其中第三核酸序列可例如位於另一表現載體上，且第三核酸序列可包含酪胺酸運輸蛋白(tyrosine transporter，TyrP)基因的序列，以提升酪胺酸進入細胞的效率，從而增加胞內酪胺酸含量，進而提高TAL的作用。在一實施例中，TyrP基因是大腸桿菌MG1655菌株的TyrP基因，如SEQ ID NO.：3所示。

TyrP基因之RBS及啟動子不限，可視宿主細胞之不同或是表現量的需求進行調整。在一實施例中，第三核酸序列可例如操作性地連接原本的RBS及啟動子(即大腸桿菌MG1655菌株之TyrP基因的RBS及啟動子)。在一實施例中，第三核酸序列操作性地連接J23100(如SEQ ID NO.：5所示)，其中J23100是大腸桿菌的強啟動子，以提高TyrP基因的表現量。

上述表現載體可位於染色體或質體，故TAL基因及TyrP基因可位於相同染色體或質體之不同操作子(operon)中，或是位於不同的染色體及/或質體上。在一實施例中，不同TAL基因及TyrP基因是位於不同質體上。在一實施例中，上述質體包含複製起始點、啟動子，以及抗生素抗性基因及其啟動子，其中抗生素抗性基因可依據篩菌的條件進行選擇。在一實施例中，上述質體為pSB1C3。在一實施例中，抗生素抗性基因為(chloramphenicol resistance，CmR)。

上述非病原性細菌基因表現系統可藉由轉形株表達，其中轉形株包含宿主細胞及上述非病原性細菌基因表現系統，且非病原性細菌基因表現系統位於該宿主細胞內。轉形株可藉由對宿主細胞進行基因工程獲得。在一實施例中，轉形株是藉由將非病原性細菌基因表現系統轉形至宿主細胞中獲得。在一實施例中，轉形的手段可例如電穿孔。在一實施例中，宿主細胞是大腸桿菌(Echerichia coli)。在一實施例中，宿主細胞是大腸桿菌Nissle 1917，其對人體無害，且容易進行基因工程，是表現上述基因表現系統的理想宿主細胞。

為了提升生物安全性，上述轉形株可選擇性導入特定基因之缺陷做為殺傷開關(kill switch)，以使轉形株只在特定環境(例如：CO₂不小於5%之環境)具有活性(例如：代謝及生長)，但在特定環境外(例如：CO₂小於5%之環境)失去活性，從而確保轉形株表現於目標位置(如：大腸)。

上述特定基因可以是代謝CO₂相關酵素的基因[例如碳酸酐酶(carbonic anhydrase，以下簡稱為can)基因]，且上述「缺陷」可例如特定基因之部分或全部缺失[例如：基因剔除(knock-out)或突變]。在一實施例中，轉型株之宿主細胞是can基因缺陷株，故轉型株無法在低CO₂濃度的環境中合成足量的碳酸氫根離子來維持其生理機能，其中can基因之序列是如SEQ ID NO.：6所示。

補充說明的是，提升生物安全性的手段不限於上述殺傷開關，可為其他限制上述基因表現系統轉型株只表現於大腸中的方法，例如：藉由改變操控組或利用小分子核糖核酸的方式使其他生存基因(如：細胞壁合成相關基因)只在CO₂濃度高的環境下表現。

上述轉形株可藉由表現TAL及/或TyrP來形成另一條酪胺酸的代謝路徑，以減少酪胺酸含量，從而減少以酪胺酸為前驅物之對甲酚的產生，進而減少尿毒素的累積，故上述轉形株可用來製備降低尿毒素之組成物。在一實施例中，上述組成物是醫藥組成物或食品組成物。

以下利用數個實施例以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。

實施例一、製備非病原性細菌基因表現系統

首先，利用分子生物技術將第一質體、第二質體及第三質體之不同組合分別克隆(clone)到pSB1C3質體DNA中，以形成如圖1A、圖1B及圖2所述之第一質體10、第二質體20及第三質體30。分子生物技術為本發明所屬領域具有通常知識者所熟知，不在此贅述。

圖1A及圖1B係繪示根據本發明一實施例之第一質體10及第二質體20之示意圖，其中箭頭111表示基因轉錄的方向。如圖1A及圖1B所示，質體片段190表示pSB1C3質體DNA之片段，其中質體片段190包含氯黴素抗性基因(chloramphenicol resistance，CmR)191及其啟動子193，以及複製起始點pMB1片段 192。本發明所屬領域具有通常知識者易於獲得pSB1C3質體及其序列，不在此贅述。

如圖1A所示，第一質體10的第一克隆片段110包含基因片段140、200及100(對應SEQ ID NOs.：5、2及1)依序順向排列。在基因片段140及200之間，還包含序列如SEQ ID NO：7所述之第一連結DNA片段。在基因片段200及100之間，還包含序列如SEQ ID NO：8所述之第二連結DNA片段。

如圖1B所示，第二質體20的第二克隆片段120包含基因片段140、210及100(對應SEQ ID NOs.：5、4及1)依序順向排列。在基因片段140及210之間，還包含序列如SEQ ID NO：7所述之第一連結DNA片段。

圖2係繪示根據本發明一實施例之第三質體30之示意圖。如圖2所示，第三質體30包含第三克隆片段130及質體片段190，其中第三克隆片段130包含基因片段140、220及300(對應SEQ ID NOs.：4、9及3)依序順向排列。

實施例二、建立具有殺傷開關的轉形株

對大腸桿菌Nissle 1917進行lambda紅基因重組法(lambda red recombineering experiment)，以分別利用第一取代片段或是第二取代片段來置換can基因，從而建立具有殺傷開關(kill switch)的第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌，其中第一取代片段包含pKD3質體的CmR片段夾於兩個翻轉酶識別標靶 (flippase recognition target，FRT)位點之間，且第一取代片段包含FRT位點。CmR片段及FRT位點之序列容易為本發明所屬領域具有通常知識者獲得，不在此贅述。Lambda紅基因重組法係參閱Benoît Doublet的團隊在2008年發表於《微生物學方法期刊》(Journal of Microbiological Methods)之文章，此處一併列為參考文獻。

接著，評估第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌是否具有殺傷開關。所述殺傷開關是生物在特定環境(在本實施例中，是指高濃度二氧化碳)下存活，但在特定環境外會失去活性。在本實施例中，藉由觀察在不同CO₂濃度之環境下，第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌的生長狀況來評估上述殺傷開關是否作用。詳細而言，將含或不含pKD3質體(CmR基因之表現載體)之大腸桿菌Nissle 1917(can基因沒有被剔除的菌株)、第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌塗抹在Luria broth(LB)培養基上，並於37℃下以0.04%或5%之CO₂培養過夜(overnight，約12小時至18小時，培養時間在此區間中不會影響後續評估)後，觀察菌落生長狀況，再將結果顯示於圖3A及圖3B。

圖3A及圖3B分別係顯示根據本發明一實施例之0.04%(圖3A)及5%(圖3B)CO₂下的培養結果，其中區塊310、320、330及340分別表示含pKD3質體之大腸桿菌Nissle 1917、或不含pKD3質體之大腸桿菌 Nissle 1917、第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌。如圖3A及圖3B所示，第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌只能在不小於5% CO₂環境下生長，而無法在0.04% CO₂環境下生長，顯示第一can基因剔除菌及第二can基因剔除菌之殺傷開關具有預期效果(使菌株在低CO₂處無法生長)，且上述lambda紅基因重組法可使can基因確實失去正常功能。補充說明的是，含pKD3質體之大腸桿菌Nissle 1917不論在5%或0.04% CO₂環境中皆可生長，表示CmR基因不影響大腸桿菌Nissle 1917對二氧化碳的需求量。

實施例三、評估不同轉形株將酪胺酸轉變成對香豆酸的能力

將第一質體、第二質體、第三質體以電穿孔(electroporation)的方式轉形到大腸桿菌Nissle 1917中，以獲得實施例1、實施例2、比較例1及比較例2之轉形株，其中實施例1之轉形株包含第一質體，實施例2之轉形株包含第一質體及第三質體，比較例1之轉形株包含第二質體，且比較例2包含第二質體及第三質體。上述電穿孔為本發明所屬領域具有通常知識者所熟知，在此不再贅述。

於37℃下，以6mL的LB培養液對上述轉形株進行無氧培養隔夜，以獲得第一培養物。接著，將60μl第一培養物加入酪胺酸濃度為2mM之LB培養液6mL，並於37℃下進行無氧培養，從而獲得第二培養物。

接續地，在48小時取樣，以測量第二培養物中的含菌量及對香豆酸含量。首先，測量600nm下的光學濃度(optical density，OD)(表示為OD₆₀₀)，其中OD₆₀₀可代表菌量。接著，對第二培養物進行裂解處理、分離處理及測量步驟，以推算對香豆酸含量。詳細而言，裂解處理是依序利用美國賽默飛世爾科技股份有限公司生產的小量製備套組(MiniPrep kit)中的PD2溶液(裂解緩衝液)25μL、PD3溶液(中和緩衝液)43.5μL及冰醋酸12.5μL處理250μL之第二培養物，藉以獲得裂解物(lysate)。分離處理是利用50μL之正辛醇混合裂解物並進行離心，以獲得上清液，且上清液中包含對香豆酸。測量步驟是先測量不同濃度的對香豆酸之正辛醇溶液的310nm吸光值，以繪製標準曲線，再測量上述上清液的310nm吸光值，以由標準曲線推算對香豆酸含量。將結果記錄於圖4中。

圖4係繪示根據本發明一實施例之不同轉形株每單位菌量生產對香豆酸含量的直條圖，其中橫軸表示組別，由左至右分別為比較例1、比較例2、實施例1及實施例1，縱軸表示每單位菌量之對香豆酸產量，且「**」、「***」及「****」分別表示經單因子變異數分析[one-way analysis of variance(ANOVA)]統計分析後，具有統計上顯著差異性(p<0.01、p<0.001及p<0.0001)。

如圖4所示，相較於比較例1，實施例1之每單位菌量之對香豆酸含量顯著較高(1.73倍)。由於實施例1之 RBS為B0034，而比較例1之RBS為Sam8的原始RBS(NRBS)，此結果顯示RBS的種類確實可有效影響TAL的表現量，從而影響酪胺酸代謝為對香豆酸之效率。

此外，實施例1及實施例2(比較例1及比較例2)之差異在於是否表現TyrP，而如圖4之結果顯示，相較於實施例1(比較例1)，實施例2(比較例2)的轉形株之每單位菌量之對香豆酸產量顯著地較高(實施例2為實施例1的1.31倍，且比較例2為比較例1的1.44倍)。由上述結果可知，TyrP的表現可增加進入轉形株的酪胺酸含量，從而提高轉形株對酪胺酸的代謝效率。

實施例四、評估TAL對酪胺酸的專一性

將上述實施例2之轉形株於37℃下分別利用含有0.5mM、1mM及2mM酪胺酸之LB培養液培養48小時，以獲得第三培養物，再利用實施例三之方法測量第三培養物中的含菌量及對香豆酸含量。將結果顯示於圖5。

圖5係繪示根據本發明一實施例之在不同酪胺酸濃度下每單位菌量產生對香豆酸的直條圖，其中橫軸表示酪胺酸濃度，縱軸表示每單位菌量之對香豆酸產量，且「ns」及「*」分別表示經單因子變異數分析後，沒有或具有統計上顯著差異性(p<0.05)。如圖5所示，當LB培養液的酪胺酸濃度越高，每單位菌量之對香豆酸產量越大，顯示TAL對酪胺酸具有劑量依存關係。

由上述實施例可知，應用本發明之代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株、其用於製備降低尿毒素之組成物的用途，以及利用其代謝酪胺酸的方法，其優點在於具有TAL編譯(encoding)基因，且TAL編譯基因是以B0034做為RBS，故可有效地將酪胺酸轉變為對香豆酸，以減少酪胺酸含量，從而減少以酪胺酸為前驅物之對甲酚的生成，進而降低尿毒素含量，故本發明可具有延緩CKD惡化之潛力。

需補充的是，本發明雖以特定的製備方法、特定的評估方法及/或特定的劑量來說明本發明之代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途及利用其代謝酪胺酸的方法，惟本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者可知，本發明並不限於此，在不脫離本發明之精神和範圍內，本發明之代謝酪胺酸之非病原性細菌基因表現系統及轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途及利用其代謝酪胺酸的方法亦可使用其他製備方法、其他評估方法或其他的劑量進行。

雖然本發明已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims

一種代謝酪胺酸之轉形株，包含：一宿主細胞，其中該宿主細胞是大腸桿菌(Escherichia coli)Nissle 1917，且該宿主細胞是碳酸酐酶(carbonic anhydrase)基因缺陷株；以及一非病原性細菌基因表現系統位於該宿主細胞內，其中該非病原性細菌基因表現系統包含：一第一核酸片段，包含如SEQ ID NO.：1所示之序列；以及一第二核酸片段，包含如SEQ ID NO.：2所示之序列，且其中該第一核酸片段與該第二核酸片段係位於一第一表現載體上，且該第一核酸片段是操作地連接該第二核酸片段。
如請求項1所述之代謝酪胺酸之轉形株，更包含一第三核酸序列，該第三核酸序列包含如SEQ ID NO.：3所示之序列，且該第三核酸序列位於一第二表現載體上。
如請求項1所述之代謝酪胺酸之轉形株，其中該第二核酸片段操作性地連接如SEQ ID NO.：5所示之序列。
如請求項2所述之代謝酪胺酸之轉形株，其中該第三核酸片段操作性地連接如SEQ ID NO.：5所示之序列。
一種轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途，其中該轉形株係如請求項1及請求項2任一項所述，藉以將酪胺酸代謝為對香豆酸(p-coumaric acid)。
如請求項5所述之轉形株用於製備降低尿毒素之組成物的用途，其中該組成物是一醫藥組成物或一食品組成物。
一種利用轉形株代謝酪胺酸的方法，包含將如請求項及1請求項2任一項所述之該轉形株培養於不小於5% CO₂之一環境中。