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釀酒酵母生物合成類胡蘿卜素研究取得新進(jìn)展
作者：朱漢斌   來源：中國科學(xué)報  
山東拓普生物工程有限公司  http://www.jlkcpj.cn
近日，廣東省科學(xué)院微生物研究所研究員朱紅惠團(tuán)隊在釀酒酵母生物合成類胡蘿卜素研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《國際生物大分子雜志》（International Journal of Biological Macromolecules）。
在釀酒酵母細(xì)胞中，脂質(zhì)代謝受到復(fù)雜代謝網(wǎng)絡(luò)的嚴(yán)格調(diào)控，轉(zhuǎn)錄因子復(fù)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(zhì)生物合成中起著至關(guān)重要的作用。類胡蘿卜素的生物合成與脂質(zhì)代謝具有共同的前體物質(zhì)-乙酰輔酶A。已有研究都集中在加強脂質(zhì)合成（過表達(dá)ino2），進(jìn)而促進(jìn)類胡蘿卜素的積累（類胡蘿卜素為脂溶性色素，脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器結(jié)構(gòu)利于其積累）。
朱紅惠團(tuán)隊通過對釀酒酵母脂質(zhì)代謝的全局性調(diào)控，顯著提升了番茄紅素的產(chǎn)量。團(tuán)隊前期研究發(fā)現(xiàn)，削弱acc1基因的表達(dá)可以提高番茄紅素的產(chǎn)量（脂質(zhì)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?qū)χ�質(zhì)代謝進(jìn)行全局調(diào)控，可能比過表達(dá)ino2基因更能促進(jìn)類胡蘿卜素的積累。
為了驗證假設(shè)，朱紅惠團(tuán)隊考察了不同ino2和ino4表達(dá)水平對番茄紅素合成的影響，結(jié)果表明ino2和ino4敲除菌株番茄紅素產(chǎn)量分別增加了2.6倍和1.8倍，而過表達(dá)ino2則無明顯效果。這是首次報道轉(zhuǎn)錄因子基因ino2和ino4的敲除可以促進(jìn)類胡蘿卜素的積累。
該研究表明，通過全局性調(diào)控脂質(zhì)代謝是提升釀酒酵母類胡蘿卜素生產(chǎn)效率的有效途徑。
上述研究得到國家重點研發(fā)計劃-“綠色生物制造”、廣東特支計劃、廣東省科學(xué)院發(fā)展專項資金等項目的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.130400
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