來源:中國科學報
發(fā)布時間:2022-07-22
本報訊(見習記者孫丹寧)中國科學院大連化學物理研究所研究員周雍進團隊以甲醇酵母為細胞催化劑,通過結合適應性進化和理性代謝工程改造,實現(xiàn)了甲醇生物轉化高效合成脂肪酸衍生物。日前,相關研究成果分別發(fā)表于《自然—代謝》和美國《國家科學院院刊》。
脂肪酸衍生物是液體生物燃料、油脂化工品、食品和材料等生產(chǎn)的基礎原料。傳統(tǒng)動、植物油脂產(chǎn)量有限,難以滿足日益增長的需求,亟待發(fā)展油脂生產(chǎn)新技術。甲醇生物轉化可建立不依賴于耕地的脂肪酸供給路線,但微生物細胞中甲醇代謝復雜,難以實現(xiàn)其高效定向轉化。
科研人員在改造以多形漢遜酵母為宿主的內(nèi)源代謝合成脂肪酸過程中,發(fā)現(xiàn)工程菌株在甲醇中無法生長。通過實驗室適應性進化獲得的馴化菌株,能在甲醇中正常生長且可高效生產(chǎn)脂肪酸。他們重排細胞內(nèi)全局代謝,強化前體乙酰輔酶A和輔因子NADPH的供給,使?jié)h遜酵母以甲醇為唯一碳源合成了脂肪酸,產(chǎn)量為15.9克/升。
此外,研究團隊在畢赤酵母中發(fā)現(xiàn),在甲醇代謝過程中,甲醛的積累同樣影響甲醇生物轉化效率;研究團隊通過優(yōu)化細胞中心代謝與輔因子再生過程、強化甲醇代謝路徑,大幅減少了甲醛積累,提高了脂肪酸產(chǎn)量(23.4克/升)。他們還采用代謝切換的策略,快速將脂肪酸生產(chǎn)菌株改造為脂肪醇細胞工廠,簡化了菌株構建過程,使脂肪醇產(chǎn)量達2.0克/升。
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