近日，Bioresource Technology在线发表了江南大学未来食品科学中心陈坚院士团队周景文课题组的研究成果“Remodelling metabolism for high-level resveratrol production in Yarrowia lipolytica”。江南大学20级博士生刘孟粟为论文第一作者，周景文教授为论文通讯作者，论文作者还包括余世琴助理研究员、博士后高松和硕士研究生任雪峰等。
白藜芦醇（Resveratrol）是一种天然抗毒素，广泛分布在葡萄、浆果、花生和其他植物中。临床研究表明，白藜芦醇具有改善糖尿病、心血管疾病和神经系统疾病，并且还具有抗肿瘤特性，抗氧化特性。由于其具有这些独特的生理活性，白藜芦醇作为食品和化妆品的原料出售。目前，白藜芦醇生产方式主要是使用复杂的提取工艺从植物中获得，其缺点是生产成本高、周期长、产量低，难以满足市场需求。因此，使用微生物细胞工厂合成白藜芦醇是一种有吸引力和可持续的替代方案，因为与植物提取工艺相比，它的生产效率更高，环境污染小并且可以使用廉价的可再生碳源。然而，前体供应不足，异源途径酶合成效率低下，以及缺乏高效的发酵工艺是限制微生物高水平合成白藜芦醇的瓶颈。
针对此问题，江南大学食品合成生物学与生物制造团队研究人员利用解脂亚洛酵母(Yarrowia lipolytica)合成白藜芦醇。首先，以解脂亚洛酵母为出发菌株，筛选异源的白藜芦醇途径合成基因，以获得最佳生产白藜芦醇菌株。接下来，通过增加前体供应、融合表达Pc4CL1-VvSTS提高催化效率以及碳代谢重排将碳通量引向莽草酸途径。随后，通过两轮多拷贝整合异源关键途径基因和增加丙二酰辅酶A的前体供应，24孔板中发酵96 h白藜芦醇产量达到了819.1 mg/L。最后，在5 L发酵罐上经过工艺优化，利用全合成培养基和发酵条件调控，使发酵过程中菌株一直处于酵母形态，发酵144 h白藜芦醇的产量达到22.5 g/L，葡萄糖收率65.5 mg/g，产率0.16 g/L/h。这是目前报道的最高的白藜芦醇产量。同时，这项工作也为白藜芦醇的工业化生产铺平了道路。
上述研究工作得到了国家自然科学基金（32021005）和江苏省博士后科研资助计划（2021K589C）等项目的资助。
图1. 工程化解脂亚洛酵母细胞工厂合成白藜芦醇
图 2.莽草酸途径改造增强白藜芦醇合成
图 3.Pc4CL1和VvSTS融合表达提高催化效率
图4. 碳代谢重构以增强对香豆酸和白藜芦醇合成
图 5.多拷贝整合提高白藜芦醇合成
图 6.在 5 L发酵罐中分批补料工艺优化高水平合成白藜芦醇
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/ZAWnx8A6KB1HliWv3Gs5eg
（编辑：潘梦妍）
当前位置: