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近日，中國科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所王欽宏研究員帶領(lǐng)的進化與代謝工程研究團隊在構(gòu)建解脂耶氏酵母細胞工廠高效合成吉瑪烯A方面取得新進展。研究人員首先挖掘和篩選出了高效吉瑪烯A合酶（dlGAS），其催化活性是已報道lsGAS的4.3倍。隨后，通過融合表達關(guān)鍵酶、增強甲羥戊酸途徑通量、下調(diào)競爭途徑關(guān)鍵基因表達水平以及優(yōu)化吉瑪烯A合酶拷貝數(shù)的方式重構(gòu)了解脂耶氏酵母中吉瑪烯A合成路徑，使得工程菌株吉瑪烯A產(chǎn)量達到2.1 g/L，同時消除了中間產(chǎn)物甲羥戊酸和競爭性副產(chǎn)物角鯊烯的積累。研究人員進一步通過下調(diào)脂質(zhì)合成和上調(diào)脂質(zhì)再利用增加了胞質(zhì)乙酰輔酶A供應(yīng)水平，使得工程菌株吉瑪烯A產(chǎn)量達到2.8 g/L。最終，通過發(fā)酵工藝優(yōu)化，工程菌株的吉瑪烯A產(chǎn)量達到39 g/L，葡萄糖轉(zhuǎn)化率達到0.181 g/g，這是目前報道解脂耶氏酵母中最高的倍半萜產(chǎn)量以及酵母中最高的萜烯生產(chǎn)葡萄糖轉(zhuǎn)化率。由于吉瑪烯A經(jīng)熱重排后可接近100%轉(zhuǎn)化為β-欖香烯，該工作為抗癌藥β-欖香烯的高效合成提供了新路線。
該研究工作獲得了天津市合成生物技術(shù)創(chuàng)新能力提升行動、國家自然科學(xué)基金等項目支持。相關(guān)研究結(jié)果以封面文章和2023年熱點文章的形式發(fā)表于Green Chemistry期刊。天津工業(yè)生物所聯(lián)合培養(yǎng)碩士生劉琪為該論文第一作者，戴宗杰研究員為該論文通訊作者。
解脂耶氏酵母中萜類合成途徑重塑和吉瑪烯A高效合成
Green Chemistry封面文章和2023年熱點文章
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