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锐谈 | Metab.:脂质合成底盘细胞助力番茄红素生物产业发展

锐谈 | Metab.:脂质合成底盘细胞助力番茄红素生物产业发展

  • 分类:新闻动态
  • 作者:GSK
  • 来源:https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg4OTYwOTg1Nw==&mid=2247488847&idx=1&sn=3d402ac00c3097410a1411f5f8a53ee4&chksm=cfe81ea1f89f97b7856ca9e9d62638cdf687b4d10ea38d9b10384693d5234a6b90df2f4224ef&token=1059005695&lang=zh_CN#rd
  • 发布时间:2023-01-18 17:03
  • 访问量:

锐谈 | Metab.:脂质合成底盘细胞助力番茄红素生物产业发展

【概要描述】酿酒酵母是天然化合物生产的有效宿主,然而酿酒酵母对亲脂性天然产物的生产能力有限,特别是在细胞内积累的化合物,如聚酮和类胡萝卜素,一些工程化合物显示出细胞毒性。

近期,来自武汉大学的Tian Ma研究团队在《Metabolic Engineering》上发表了名为” Lipid engineering combined with systematic metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for high-yield production of lycopene ”的文章。

在这项研究中,作者根据前人的研究发现一些微生物能够产生大量的油,这些油可以储存在脂滴(LD)中,以避免其相关的毒性。

LDs具有中性脂质的亲脂性核心,储存代谢能量,从而使其成为脂质代谢的枢纽。

而三酰基甘油(TAGs)是甘油的水不溶性脂肪酸三酯,是大多数生物中的主要LD成分。

作者由此设计了一个非含油的酿酒酵母宿主,以通过调节TAG代谢增加亲脂性化合物的细胞内积累,以达到增加番茄红素的目的。



 

为了构建一种能够产生和积累高水平亲脂性化合物的菌株,首先作者通过六个传统代谢工程步骤开发了一种番茄红素过量产生的酿酒酵母菌株:

1)增强内源性上游甲戊酸(MVA)途径;

2)番茄红素产生酶的异源表达;

3)增强乙酰辅酶A前体的产生;

4)氧化还原辅因子NADPH的再生;

5)番茄红素合成基因的异源表达的调节;

6)敲除影响类胡萝卜素积累的功能性旁路基因。





接着作者过表达了与脂肪酸合成和TAG产生相关的关键基因,随后通过过度表达脂肪酸去饱和酶(OLE1)和缺失调节脂滴大小的Seipin(FLD1)来调节TAG脂肪酰基组成。



结果表明,该工程菌株产生了70.5mg番茄红素/g cdw,比最初的高产菌株增加了25%,补料分批发酵中番茄红素产量达到2.37g/L和73.3mg/g cdw,代表了当时番茄红素的最高产量。为其他亲脂性天然产物在酿酒酵母中的生产提供了借鉴。



原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ymben.2018.11.009

 

作者:GSK

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酿酒酵母是天然化合物生产的有效宿主,然而酿酒酵母对亲脂性天然产物的生产能力有限,特别是在细胞内积累的化合物,如聚酮和类胡萝卜素,一些工程化合物显示出细胞毒性。
近期,来自武汉大学的Tian Ma研究团队在《Metabolic Engineering》上发表了名为” Lipid engineering combined with systematic metabolic engineering of Saccharomyces cerevisiae for high-yield production of lycopene ”的文章。
在这项研究中,作者根据前人的研究发现一些微生物能够产生大量的油,这些油可以储存在脂滴(LD)中,以避免其相关的毒性。
LDs具有中性脂质的亲脂性核心,储存代谢能量,从而使其成为脂质代谢的枢纽。
而三酰基甘油(TAGs)是甘油的水不溶性脂肪酸三酯,是大多数生物中的主要LD成分。
作者由此设计了一个非含油的酿酒酵母宿主,以通过调节TAG代谢增加亲脂性化合物的细胞内积累,以达到增加番茄红素的目的
 
为了构建一种能够产生和积累高水平亲脂性化合物的菌株,首先作者通过六个传统代谢工程步骤开发了一种番茄红素过量产生的酿酒酵母菌株
1)增强内源性上游甲戊酸(MVA)途径;
2)番茄红素产生酶的异源表达;
3)增强乙酰辅酶A前体的产生;
4)氧化还原辅因子NADPH的再生;
5)番茄红素合成基因的异源表达的调节;
6)敲除影响类胡萝卜素积累的功能性旁路基因。
接着作者过表达了与脂肪酸合成和TAG产生相关的关键基因,随后通过过度表达脂肪酸去饱和酶(OLE1)和缺失调节脂滴大小的Seipin(FLD1)来调节TAG脂肪酰基组成。
结果表明,该工程菌株产生了70.5mg番茄红素/g cdw,比最初的高产菌株增加了25%,补料分批发酵中番茄红素产量达到2.37g/L和73.3mg/g cdw,代表了当时番茄红素的最高产量。为其他亲脂性天然产物在酿酒酵母中的生产提供了借鉴。
原文链接:https://doi.org/10.1016/j.ymben.2018.11.009
 

作者:GSK

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