我國科學家構(gòu)建高效生物合成類胡蘿卜素細胞工廠

酶底物抑制效應是影響微生物異源生物合成天然產(chǎn)物效率的主要因素之一，尤其是存在于生物合成途徑的中間環(huán)節(jié)時，特別不利于目標產(chǎn)物的合成。然而如何有效去除底物抑制目前報道不多。近期，我國科學家構(gòu)建了高效異源生物合成類胡蘿卜素的細胞工廠，研究成果發(fā)表在《Nature Communications》期刊，標題為“Removal of lycopene substrate inhibition enables high carotenoid productivity in Yarrowia lipolytica”。

高濃度的底物番茄紅素對番茄紅素環(huán)化酶有強烈的抑制作用，是利用解脂耶氏酵母生物合成類胡蘿卜素的主要限制因素。為了克服這個瓶頸，研究人員建立了兩種獨立的方法：第一種是通過蛋白質(zhì)工程對番茄紅素環(huán)化酶進行改良，獲得的突變體Y27R能夠完全解除底物抑制且不降低酶活性；第二種是建立一個調(diào)控代謝的流量控制器，限制番茄紅素合成速率，從而控制其濃度處于抑制水平之下，在不觸發(fā)底物抑制的前提下，確保足夠多的代謝流量用于合成β-胡蘿卜素。這兩種方法都能高效生產(chǎn)β-胡蘿卜素，最終使得β-胡蘿卜素的產(chǎn)量達到了39.5克/升。

該研究以解脂耶氏酵母異源生物合成β-胡蘿卜素為例，揭示了兩種獨立的幾乎完全解除底物抑制的代謝工程策略，為在細胞工廠消除底物抑制生產(chǎn)高價值化合物提供了參考。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28277-w

注：此研究成果摘自《Nature Communications》期刊，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點和立場，僅供參考。

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