在Yarrowia lipolytica中为有效的β-farnesene生物生产提供酶和途径的组合工程

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:

• β-法内是一种有价值的基烯,具有多种应用.
• 微生物生物合成为β-法涅生产提供了一个可持续的途径.
• 优化生产效率需要理解和解决速度限制步骤.

研究的目的:

• 通过酶工程和代谢途径优化来增强β-法纳的生产.
• 阐明改善β-法纳合成酶的催化效率的结构基础.
• 建立一个强大的微生物平台,用于高度的类生物合成.

主要方法:

• 使用定向进化来设计β-法纳合成酶 (AaFS).
• 进行了结构阐释,以了解突变对酶活性的影响.
• 在Yarrowia lipolytica中应用了代谢工程策略,包括途径放大和前体增强.
• 进行了摇瓶和生物反应器发酵,以评估β-法纳的生产.

主要成果:

• 一种最佳的AaFS变体 (AaFS^{T196A/M356T/E380G}) 显示β-法内标位增加了2.29倍.
• 发现远端突变可以全性调节催化核,增强FPP转化.
• 工程Y. lipolytica菌株FS18在摇瓶培养中达到3.41g/L.
• 在5升生物反应器中进行大规模发酵,取得了创纪录的45.69g/Lβ-法内标位.

结论:

• 酶工程和全面的途径优化对于高水平的β-法纳生产是有效的.
• 获得了对合成酶工程的机械洞察力.
• 雅罗维亚脂质菌 (Yarrowia lipolytica) 作为工业类生物合成的强大宿主.