近日，廣東省科學院微生物研究所研究員朱紅惠團隊在釀酒酵母生物合成類胡蘿卜素研究方面取得新進展。相關成果發表于《國際生物大分子雜志》（International Journal of Biological Macromolecules）。
釀酒酵母細胞內轉錄因子INO2/INO4介導的代謝調控。研究團隊 供圖
在釀酒酵母細胞中，脂質代謝受到復雜代謝網絡的嚴格調控，轉錄因子復合體INO2/INO4通過激活磷脂、脂肪酸和甾醇生物合成途徑中的多個基因（acc1、fas1和fas2等），在脂質生物合成中起著至關重要的作用。類胡蘿卜素的生物合成與脂質代謝具有共同的前體物質-乙酰輔酶A。已有研究都集中在加強脂質合成（過表達ino2），進而促進類胡蘿卜素的積累（類胡蘿卜素為脂溶性色素，脂質結構的細胞器結構利于其積累）。
朱紅惠團隊通過對釀酒酵母脂質代謝的全局性調控，顯著提升了番茄紅素的產量。團隊前期研究發現，削弱acc1基因的表達可以提高番茄紅素的產量（脂質合成減少，類胡蘿卜素合成前體增加），推測通過敲除ino2/ino4基因對脂質代謝進行全局調控，可能比過表達ino2基因更能促進類胡蘿卜素的積累。
為了驗證假設，朱紅惠團隊考察了不同ino2和ino4表達水平對番茄紅素合成的影響，結果表明ino2和ino4敲除菌株番茄紅素產量分別增加了2.6倍和1.8倍，而過表達ino2則無明顯效果。這是首次報道轉錄因子基因ino2和ino4的敲除可以促進類胡蘿卜素的積累。
該研究表明，通過全局性調控脂質代謝是提升釀酒酵母類胡蘿卜素生產效率的有效途徑。
上述研究得到國家重點研發計劃-“綠色生物制造”、廣東特支計劃、廣東省科學院發展專項資金等項目的資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130400
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