综述：以甲醇为底物生产化学品的甲基营养型酵母：研究现状、挑战与策略

（编辑推荐）本综述系统阐述了甲基营养型酵母（Methylotrophic yeasts）利用甲醇（CH3 OH）生产化学品的绿色生物制造策略，重点解析了酒精氧化酶（AOX）-木酮糖单磷酸（XuMP）通路的核心作用，并提出应对甲醇毒性、甲醛（HCHO）应激及氧化压力的创新方案，为碳中性生物经济提供理论支撑。

　　

Abstract
甲醇作为一种廉价可再生原料，在绿色生物制造领域备受关注。甲基营养型酵母凭借其天然的甲醇代谢区室化能力，可有效降低甲醇及其衍生物甲醛对细胞的毒性，为应对粮食危机和气候变化提供了新思路。

Introduction
传统发酵工业依赖玉米、甘蔗等糖基原料，存在成本高、可再生性低等问题。甲醇可通过天然气或CO₂
转化大规模生产，其还原力和能量密度显著优于葡萄糖等传统碳源。甲基营养微生物能利用甲醇等C1化合物，其代谢途径包括AOX-XuMP、MDH-RuMP和丝氨酸途径。其中甲基营养酵母（如K. phaffii
和O. polymorpha
）因具备真核翻译后修饰能力和GRAS认证，在医药食品领域优势显著。

Natural methylotrophic yeasts
天然甲基营养酵母通过AOX将甲醇氧化为甲醛，随后经XuMP途径同化。该过程产生的H₂
O₂
被过氧化氢酶分解，而甲醛既可进入代谢流又可被氧化为CO₂
。

Chemical production
研究已实现利用甲基营养酵母生产有机酸、脂肪酸等初级代谢物，以及萜类、聚酮化合物等次级代谢物。例如通过改造K. phaffii
的甲酸脱氢酶（FDH）途径，琥珀酸产量提升3.2倍。

Strategies for improvement
当前面临甲醇摄取效率低、细胞生长慢等挑战。解决方案包括：①构建甲醛感应系统动态调控代谢流；②利用CRISPR-Cas9优化AOX启动子；③引入外源MDH增强RuMP循环。

Future perspectives
需拓展非传统酵母（如Y. lipolytica
）的甲基营养改造，开发多菌株共培养系统。通过合成生物学与代谢工程协同，推动碳中性化学工业转型。

Conclusions
甲基营养酵母作为新型生物合成平台，在可再生资源利用中展现巨大潜力。其发展将助力缓解能源危机，减少CO₂
排放，促进可持续发展。