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这篇综述聚焦产油酵母生产中长链二羧酸(DCAs)。先总结 DCAs 在产油酵母中的生物合成途径,接着阐述提升产量的工程策略,涵盖启动子、酶等方面。还探讨了面临的挑战、发展趋势,为 DCAs 生物合成研究提供了重要参考。
代谢途径
产油酵母生产 DCAs 的代谢过程包含多个环节。首先是 α- 氧化,将 n - 烷烃转化为脂肪酸(FAs) 。接着,FAs 通过 ω- 氧化转变为 DCAs。最后,FAs 和 DCAs 会经 β- 氧化发生降解。此外,产油酵母还能借助高效的脂肪酶表达系统,直接水解脂肪酸甲酯(FAMEs),释放出游离的 FAs。
提高二羧酸产量的工程策略
为提升微生物中 DCAs 的产量,一系列新颖的工程策略值得推广。这些策略涵盖多个层面,包括启动子工程,通过优化启动子来调控相关基因的表达水平;酶工程,对参与 DCAs 合成的关键酶进行改造,增强其活性;途径工程,对整个合成途径进行优化,提高合成效率;细胞工程,改善细胞的生理特性;发酵工程,优化发酵条件;下游工程,改进产物的分离和提纯方法等。
挑战与未来展望
当前,DCAs 的生产愈发注重绿色、高效的生物转化。然而,将疏水底物(HSs)转化为 DCAs 的过程,仍依赖日益枯竭的石油基原料,如烷烃。未来的研究需寻找更可持续的原料,进一步优化工程策略,克服这些障碍,推动 DCAs 生产向更绿色、高效的方向发展。
结论
以产油酵母为平台菌株,利用可再生疏水底物生产中长链二羧酸,符合绿色可持续发展理念。但目前的生产水平还无法满足工业化需求。本文回顾了改善中长链二羧酸生产的代谢工程和工艺优化策略,期望能为后续研究提供助力 。