甲醇生物轉化可高效合成萜類化合物

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員周雍進團隊在甲醇生物轉化研究方向取得新進展。研究團隊以多形漢遜酵母為宿主，構建并優化倍半萜β-法尼烯的生物合成，實現以甲醇為唯一碳源高效合成β-法尼烯。相關成果發表在《代謝工程》上。

合成過程。大連化物所供圖

β-法尼烯可用于制備生物燃料、維生素E和橡膠材料。目前，其來源主要從植物中提取，由于植物培養周期長，易受環境影響，制約了β-法尼烯的穩定供應。構建“微生物細胞工廠”利用可再生原料生產β-法尼烯是一種潛在的綠色制造路線。甲醇可以通過太陽能等綠色能源以二氧化碳為原料大量合成，是一種理想C1原料。然而，微生物的甲醇代謝速度慢，且甲醇有一定生物毒性，制約了甲醇到目標產物的合成效率，因此，亟需構建轉化甲醇高效合成β-法尼烯的“細胞工廠”。

本工作以高產脂肪酸菌株為底盤，通過合酶篩選和優化其表達及代謝切換策略，實現了快速高效合成β-法尼烯。進一步研究發現，甲羥戊酸途徑優化和前體供應的強化，顯著提升了β-法尼烯生物合成效率。優化后的工程菌株以甲醇作為唯一碳源，上罐補料發酵β-法尼烯產量達到14.7 g/L。

該工作為甲基酵母利用甲醇高效生產萜類化合物提供指導。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2024.08.006