iPichia共识模型构建与酶约束基因组尺度模型ecPichia在法夫酵母代谢工程中的应用研究

本文系统整合了法夫酵母（Komagataella phaffii）已有基因组尺度代谢模型（GEM），首次构建了共识模型iPichia，并通过GECKO 3.0框架引入酶约束机制创建了ecPichia模型。该研究通过基因必需性分析和生长预测验证模型效能，并成功应用于萜类化合物比萨波烯（bisabolene）生物合成的代谢工程靶点挖掘，为工业生物技术领域理性菌株开发提供了创新建模策略。

　　

Highlight

模型构建亮点

通过MATLAB脚本整合Kp.1.0与iAUKM两个共识模型，利用RAVEN工具箱函数实现双向映射匹配，采用BiGG标识符标准化反应-基因关联，最终生成包含1,893个基因、3,301个反应和1,991种代谢物的iPichia模型。

Komagataella phaffii GEM重建：iPichia

本研究通过融合基于相同源模型（iPP668/PpaMBEL1254/iLC915）的Kp.1.0与iAUKM模型，首次构建了统一共识模型iPichia。该模型整合了鞘脂代谢（来自iRY1243）和RAVEN草案模型的新反应，采用元素/电荷平衡校验和跨区室反应优化，最终形成包含8个胞内区室和胞外环境的完整代谢网络。

讨论

法夫酵母作为重组蛋白和高值化合物（包括生物燃料、香料和药物）生产的重要平台，其高通量培养能力和真核翻译后修饰优势使其成为工业生物技术的理想底盘。本研究通过构建首个性酶约束基因组尺度模型ecPichia，实现了对比萨波烯生物合成途径的精准模拟，为萜类化合物高产菌株的理性设计提供了新范式。

Funding

本研究得到土耳其科学技术研究理事会（TUBITAK）项目资助（编号：123M147）。

Declaration of Competing Interest

作者声明无利益冲突。

Acknowledgments

特别感谢瑞典查尔姆斯理工大学Eduard Kerkhoven博士在模型构建算法开发与概念设计方面的贡献。

Conflicts of Interest

作者声明不存在利益冲突。