代谢工程改造酿酒酵母合成D-柠檬烯的关键问题研究

代谢工程改造微生物已被实现了萜类等天然产物的高效异源合成。单萜类化合物是很多植物来源的食品和药物中的重要风味物质和功能成分，具有重要的应用价值和生物学意义。一直以来，由于前体供给不足和产物抑制等原因，代谢工程生产单萜类化合物的研究进展缓慢，限制了其在食品工业中的广泛应用。本课题针对重要模式单萜D-柠檬烯在酿酒酵母异源合成中的前体供应和产物胞外转运两个关键问题进行研究。通过在酿酒酵母中增强乙酰辅酶A合成途径、弱化甲羟戊酸途径反馈抑制、引入D-柠檬烯合成酶基因和与单萜外排相关的ATP结合盒转运蛋白，实现D-柠檬烯在酿酒酵母中的异源合成和高效胞外积累。以研究中得到的一系列菌株为模型，利用转录组、分子生物学和代谢工程手段，研究在D-柠檬烯异源合成中，前体供给，产物合成、耐受和转运机制。本研究中采用的策略和阐明的相关机制，将为代谢工程改造酿酒酵母生产单萜及其它天然产物提供具有普遍意义的理论参考。