通过有针对性的代谢物运输重编程,增强Yarrowia lipolytica中的选择性伊塔康酸合成
Cosetta Ciliberti1,2, Zbigniew Lazar3, Kacper Szymański3
1Department of Biosciences, Biotechnologies and Environment, University of Bari Aldo Moro, Campus Universitario, Via Orabona 4, 70125, Bari, Italy.
Biotechnology for biofuels and bioproducts
|June 19, 2025
概括
工艺酵母Yarrowia lipolytica通过优化代谢途径和传送器选择性地产生伊塔康酸,在没有复杂的介质的情况下获得高产量. 这种可持续的生物生产方法最大限度地减少了副产品.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 代谢工程是代谢工程.
- 合成生物学 合成生物学
背景情况:
- 伊塔康酸 (IA) 是一种关键的平台化学物质,具有多种工业应用.
- 使用像Aspergillus terreus和Ustilago maydis这样的真菌进行微生物发酵是一种可持续的IA生产途径,但面临着挑战.
- 雅罗维亚脂质菌 (Yarrowia lipolytica) 是一种适合于代谢产生的非传统酵母宿主,使其成为工程设计的目标.
研究的目的:
- 为了设计Yarrowia lipolytica用于选择性伊塔康酸 (IA) 生产.
- 优化细胞内代谢流和运输机制,以增强IA合成.
- 为了最大限度地减少诸如酸和异酸等副产品的产生.
主要方法:
- 通过基因失活 (YlYHM2,YlCEX1) 来阻止酸和异酸运输的Y. lipolytica的代谢工程.
- 引入异质载体 (mttA,mfsA来自A. terreus;mtt1,itp1来自U. maydis) 来增强cis-aconitate出口和IA分泌.
- 从A. terreus和U. maydis.中共同表达完整的伊塔科纳酸生物合成途径.
主要成果:
- 在线粒体中成功积累了酸和异酸的本地载体的无活化.
- 两种真菌IA通路与本地运输失活的同时表达,协同增加了IA产量.
- 优化的Y. lipolytica菌株在酵母中实现了创纪录的产量 (0.343molIA/mol葡萄糖) 和生产率 (0.256g/L/h),使用简单的介质,最小的副产品.
结论:
- 输送器工程和路径多样化有效地增强了Y. lipolytica.中的itaconic酸生产.
- 这一策略最大限度地减少了副产品的形成,提供了更有效的生物生产过程.
- 该研究提供了对有机酸运输的见解,并推进了微生物细胞工厂的开发,以实现可持续的化学生产.
