周雍进研究员团队提升甲醇生物转化合成脂肪醇的合成效率

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近日，我所生物技术研究部合成微生物学研究组（1823组）周雍进研究员团队在甲醇生物转化研究中取得新进展。团队在甲醇酵母中通过代谢途径区室化，将甲醇利用与脂肪醇生物合成偶联，显著提高了甲醇到脂肪醇的生物合成效率。
　　脂肪醇作为添加剂广泛应用于化妆品和洗涤剂等领域，目前主要以石化资源或植物油为原料经化学法合成，生物合成有望实现脂肪醇的可持续供给。甲醇是重要的化工原料，其可以经CO2大量制备，是未来可持续的生物炼制原料。然而，微生物的甲醇代谢速度慢，且甲醇有一定生物毒性，制约了甲醇到目标产物的合成效率。

　　本研究发现以甲醇为原料，利用改造的多形汉逊酵母（Ogataea polymorpha）合成脂肪醇的产量非常低，其主要原因是甲醇毒性及复杂的甲醇代谢调控过程造成脂肪醇的合成受阻。考虑到过氧化物酶体是甲醇代谢主要场所，团队将脂肪醇合成途径靶向过氧化物酶体与甲醇代谢偶联，将脂肪醇合成产量提升了3.9倍。此外，团队通过强化前体供给、还原力供应、甲醇耐受性以及甲醛的同化过程，将脂肪醇合成产量进一步提高了2.5倍。最终，团队实现了工程菌株在1 L发酵罐中合成脂肪醇的产量达3.6 g/L，是目前有文献报道的以甲醇为单一碳源生物合成脂肪醇的最高产量。本工作发展的过氧化物酶体代谢偶联策略可大幅度提高甲醇到目标产物的物质转化效率，为其他一碳资源生物转化应用提供参考。
　　相关工作以“Peroxisomal metabolic coupling improves fatty alcohol production from sole methanol in yeast”为题，于近日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。该工作的第一作者是我所1823组科研助理翟晓鑫。本工作得到国家自然科学基金项目资助。（文/图 翟晓鑫）
　　论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2220816120
        文章来源：大连化物所
       周雍进，博士，中国科学院大连化学物理研究所研究员。先后年在江南大学、天津大学和中科院大连化物所获得学士、硕士及博士学位。2012年到2016年在瑞典Chalmers理工大学Jens Nielsen实验室从事博士后研究。先后在JACS，PNAS，Nat. Commun,AEM，B&B等期刊发表论文30余篇，被引用500余次。因在合成生物学及代谢工程的研究成果受邀在《2013工业生物技术发展报告》青年人才篇撰写综述，曾获得国际代谢科学会议青年科学家奖，中国药学会科学技术奖一等奖等;多次受邀在国际国内会议(2014年香山科学会议， 2015年国际酵母遗传学会议，2016年国际工业微生物遗传学会议等)做口头报告，并且和Nielsen教授于2014年合作创立了Biopetrolia生物技术公司。