阻断甲醇异化途径并引入RuMP途径提升Komagataella phaffii的甲醇利用效率

为解决天然Komagataella phaffii甲醇利用率低的问题，研究人员通过敲除甲醛脱氢酶(FLDH)和甲酸脱氢酶(FDH)基因，并引入异源核酮糖单磷酸途径(RuMP)，成功将碳通量导向中心代谢。转录组分析显示Δfldh突变株生物量提升8.3%，甲醇转化率(WT 5.754 vs Δfldh 6.209)，且证实FDH对细胞生长不可或缺。该研究为甲醇基生物制造提供了代谢改造新策略。

　　

高效甲醇同化是甲醇基高附加值产品生物制造的关键。针对Komagataella phaffii天然菌株甲醇利用率低的瓶颈，研究者精准阻断了甲醛脱氢酶(fldh)和甲酸脱氢酶(fdh)基因，同时引入异源核酮糖单磷酸途径(RuMP)，成功将更多碳通量导入中心代谢网络。转录组图谱揭示：Δfldh突变株生物量较野生型提升8.3%，甲醇-生物量转化率分别达5.754(WT)和6.209(Δfldh)。引人注目的是，重组RuMP-Δfdh和hps-Δfdh菌株成功挽救了Δfdh致死表型，实现在甲醇为唯一碳源的培养基中生长。深度分析表明，fldh/fdh的敲除显著影响三羧酸循环(TCA)、磷酸戊糖途径(PPP)及呼吸链功能。研究证实阻断fldh并联用RuMP可提升甲醇利用率，而fdh才是维持K. phaffii生长的必需基因。该工作不仅为改造甲醇代谢网络提供了新范式，更从分子层面阐释了高效甲醇消化的调控机制。