基于时间分辨转录组学、分子对接与代谢建模的少枝汉逊酵母中竞争性NADPH氧化还原酶靶标筛选与赤藓糖醇产量瓶颈分析

《Biotechnology for Biofuels and Bioproducts》：Transcriptome-guided identification of YALI0_F02013g and YALI0_A19910g as candidate NADPH-dependent oxidoreductases associated with enhanced erythritol production in Yarrowia lipolytica

【字体：大中小】 时间：2026年10月18日 来源：Biotechnology for Biofuels and Bioproducts 6.0

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　　摘要非赤藓糖醇还原酶类氧化还原酶对NADPH的竞争限制了少枝汉逊酵母（Yarrowia lipolytica）中赤藓糖醇的产量，但具体的贡献者仍不明确。本研究利用时间分辨转录组学、分子对接和代谢建模方法，对两个候选基因YALI0_F02013g（推定吡哆醇4-脱氢酶）和YAL

摘要

非赤藓糖醇还原酶类氧化还原酶对NADPH的竞争限制了少枝汉逊酵母（Yarrowia lipolytica）中赤藓糖醇的产量，但具体的贡献者仍不明确。本研究利用时间分辨转录组学、分子对接和代谢建模方法，对两个候选基因YALI0_F02013g（推定吡哆醇4-脱氢酶）和YALI0_A19910g（推定甘油2-脱氢酶）进行了表征。96小时发酵过程中的RNA-seq分析揭示了两者截然不同的时间动态谱型：YALI0_F02013g逐步上调3.4倍（72小时时峰值为5040 FPKM），而YALI0_A19910g在96小时时被抑制了920倍（表2）。表达趋势经qRT-PCR验证（Pearson r > 0.94；表3）。YALI0_A19910g的表达与赤藓糖醇滴度呈强负相关（Pearson r = ? 0.858），而YALI0_F02013g则呈弱正相关。分子对接预测两种酶均具有高的NADPH结合亲和力（分别为? 9.8和? 8.6 kcal mol?¹；图2），并鉴定出保守的催化三联体。综合优先级评估模型将YALI0_F02013g评为更高优先级的靶标（5.6/10 vs 5.0/10；表7）。计算机模拟通量估算表明，抑制YALI0_F02013g可节约约67%的竞争NADPH需求，可能使赤藓糖醇产量提高约14%；这些预测需经实验验证（表8）。本研究结果将YALI0_F02013g确定为所考察菌株背景中的候选代谢瓶颈，为工业少枝汉逊酵母菌株中辅因子效率的改良提供了具体的工程靶标。