摘要：绿原酸（CGA）是一种具有多种药用功能的宝贵酚酸。我们前期研究实现了在酿酒酵母中从头合成CGA。然而，在大规模生产之前，其产量需要提高。本研究采用系统性代谢工程策略，对酿酒酵母底盘细胞YC0707进行改造，以提高其以葡萄糖为原料的CGA产量。为了平衡磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）和赤藓糖4-磷酸（E4P）的供应，通过强启动子PTEF1交换，过表达ZWF1（编码葡萄糖-6-磷酸脱氢酶）和GND1（编码6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶），从而强化戊糖磷酸途径。进一步引入磷酸果糖激酶突变体（PFK2S718D）以削弱糖酵解途径。然后，利用来自红酵母（Rhodotorulaglutinis）的酪氨酸解氨酶（RgTAL）、ΔHAM1和ΔYJL028W增强对香豆酸的合成能力。AtC4H（肉桂酸-4-羟化酶）和 At4CL1（4-香豆酸辅酶A连接酶1），以及 CsHQT（羟基肉桂酰辅酶A奎尼酸转移酶）和 AtC3′H（对香豆酰莽草酸3-羟化酶）的融合表达，提高了CGA的生物合成通量。随后，通过过表达INO2（脂质生物合成的转录因子）和去除血红素加氧酶基因HMX1，改善了P450酶的微环境。此外，我们筛选了潜在的转运蛋白以促进CGA的积累。最后，我们优化了发酵条件。通过这些策略，CGA产量在摇瓶中从234.8 mg/L提高到837.2 mg/L，在5 L生物反应器中达到1.62 g/L，创下了酿酒酵母的最高产量，为CGA的生产提供了新的思路。
研究结果：
3.1. 平衡和重新规划PEP和E4P的碳排放
3.2 对香豆酸途径的优化和底物运输工程增强CGA的生物合成
3.3 改善P450的微环境以促进CGA的产生
3.5. CGA生产的发酵优化
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.synbio.2025.03.004
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