酵母对迷迭香酸生物合成关键多酚酸的转录组响应机制解析

为解决迷迭香酸(RA)生物合成对酿酒酵母(S. cerevisiae)内源代谢的抑制机制问题，研究人员采用RNA-seq技术解析了酵母对RA及其前体(咖啡酸CA、丹酚酸SAA)的应激响应。发现200-mg/L RA引发934个差异基因(DEGs)，揭示核糖体生物发生、RNA聚合酶合成等共同通路，并鉴定HSP12、PAU4等关键基因，为酵母合成RA的代谢调控提供新见解。

　　

迷迭香酸(Rosmarinic acid, RA)作为一种具有多重生物活性的天然多酚化合物，其植物提取受限且化学合成复杂，使得微生物合成成为研究热点。然而，RA在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae, S. cerevisiae)中的生物合成机制及其对宿主代谢网络的抑制效应尚不明确。

本研究运用RNA-seq技术，系统探究了S. cerevisiae对RA及其前体化合物——咖啡酸(Caffeic acid, CA)和丹酚酸(Salvianic acid, SAA)的转录组响应。实验数据显示，200 mg/L浓度的不同多酚酸引发差异基因(DEGs)数量呈梯度增加：SAA(338个)、CA(510个)、RA(934个)，表明RA具有更强的代谢抑制效应。

通过趋势分析发现，RA与SAA处理组呈现相似的应激响应模式，暗示二者可能存在共同的抑制机制。研究成功解析了核糖体生物发生(ribosome biogenesis)、RNA聚合酶合成(RNA polymerase biosynthesis)以及嘌呤/嘧啶代谢(purine and pyrimidine metabolism)等核心响应通路。在这些通路中，既鉴定出HSP12、PAU4、TIR3等共性调控基因，也发现了UTP6、NAN1、IMP4等特异性响应基因。

更有趣的是，不同多酚酸还触发了独特的应激机制：RA显著影响氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)通路，而CA则主要干扰氨基酸代谢(amino acid metabolism)。这些发现不仅揭示了酵母应对多酚酸胁迫的分子防御网络，更为优化酵母细胞工厂合成RA的代谢工程策略提供了关键靶点。