天津工生所釀酒酵母合成甲基酮研究獲進展

　　甲基酮是一類脂肪酸衍生物，可用作信息素類殺蟲劑，也被用于香精、香料、化學合成中間體以及生物燃料調和劑。由于植物提取效率低，甲基酮主要通過烴類的化學氧化合成。代謝工程和合成生物學的發展，為利用微生物平臺合成甲基酮提供了可能。

　　中國科學院天津工業生物技術研究所研究員王欽宏和戴宗杰帶領的進化與代謝工程研究團隊，通過代謝工程改造，開發了生產甲基酮的釀酒酵母細胞工廠。本研究通過增強釀酒酵母固有的過氧化物酶體脂肪酸β-氧化循環、創建全新異源胞質脂肪酸β-氧化途徑，實現了中鏈甲基酮（2-壬酮、2-十一烷酮、2-十三烷酮和2-十五烷酮）的生物合成。研究運用強化胞內酰基輔酶A生物合成途徑，減少用于脂質儲存的酰基輔酶A的消耗，以及增強游離脂肪酸轉化為酰基輔酶A等手段，增加了合成甲基酮的碳通量，使甲基酮產量提高了7倍，超過140mg/L。研究對菌株進行轉錄因子工程改造，通過表達ADR1S230A模擬油酸激活過程，促進過氧化物酶體生物發生和增殖，使甲基酮產量進一步提高28%。在分批補料發酵過程中，以葡萄糖為碳源，甲基酮的最高產量超過840mg/L，為真核生物中報道的最高產量。該工作為釀酒酵母作為細胞工廠合成甲基酮奠定了基礎。

　　相關研究成果發表在Metabolic Engineering上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中科院、天津市合成生物技術創新能力提升行動及中國博士后科學基金等的支持。

釀酒酵母生產甲基酮的代謝工程策略與效果