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锐谈「 PNAS:过氧化物酶体代谢偶联提高酵母单甲醇出产脂肪醇的效率

分类：新闻动态
作者：
来源：
发布时间：2023-12-19 11:04
访问量：

锐谈「 PNAS:过氧化物酶体代谢偶联提高酵母单甲醇出产脂肪醇的效率

【概要描述】

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发布时间：2023-12-19 11:04
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今年年初，中国科学院大连化学物理研究所周老师团队在The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)发表了题为“Peroxisomal metabolic coupling improves fatty alcohol production from sole methanol in yeast”的研究论文，该研究通过偶联过氧化物酶体和脂肪醇合成途径，并重布全局代谢网络，最终以甲醇为唯一碳源实现了脂肪醇的高效生产。该研究为构建高效的微生物细胞工厂进行甲醇生物转化提供一个很好的例子。

脂肪醇被广泛用作个人护理产品中的洗涤剂、乳化剂和润肤剂，如肥皂、洗发水和面霜。到2025年，全球脂肪酒精市场预计将达到70亿美元，复合年增长率为5.2%。脂肪醇主要是由化石燃料或植物油进行化学合成的，微生物生产可能为供应脂肪醇提供一条有效和可持续的途径，同时防止资源短缺和环境污染。

该研究中研究者首先了三条差别的脂肪醇合成门路，此中FaFAR门路比其他两条门路脂肪醇产量高25倍。其它，醇脱氢酶/醛还原酶在脂肪醛转化为脂肪醇的过程中起到重要作用。于是作者过表达了酿酒酵母来历的醇脱氢酶ScADH5以及敲除内源的ADH6，脂肪醇产量提升了49%。为了保证脂肪醇的稳固出产，研究者FaFAR和ScADH5整合在基因组，脂肪醇产量并无明晰变化。然而在甲醇种植基中，菌株呈现出低的出产效率，证明胞质合成门路不符合脂肪醇的出产。

过氧化物酶体是甲基营养酵母中甲醇同化和脂肪酸β-氧化的功能性亚细胞器，脂肪醇生物合成途径的过氧化物酶体区隔化可能会防止胞质脂肪酸稳态的干扰。于是，甲醇代谢和脂肪醇生物合成的偶合可能会对脂肪醇的生产有效用。考究者通过融合暗记肽，将脂肪醇的合成途径靶向至过氧化物酶体中，比拟于胞质脂肪醇生产提升了3.9倍。别的，考究者通过拷贝数优化，添补前体脂肪酰辅酶A供应提升了脂肪醇的合成。