中科院青島能源所開發(fā)高純度DHA細(xì)胞工廠
利用代謝工程手段制備生產(chǎn)高純度DHA細(xì)胞工。課題組供圖
二十二碳六烯酸（DHA），俗稱“腦黃金”，是大腦和視網(wǎng)膜組織中磷脂的重要組成物質(zhì)，其作為藥品和保健食品具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。
裂殖壺菌是目前工業(yè)化發(fā)酵生產(chǎn)DHA的代表性物種之一，具有高生物量、高油脂含量和易培養(yǎng)等特點。2010年，利用裂殖壺菌生產(chǎn)的DHA藻油被批準(zhǔn)為新資源食品，其食品安全性得到廣泛認(rèn)證。
近日，中科院青島生物能源與過程研究所代謝物組學(xué)研究組通過代謝工程策略對裂殖壺菌的油脂合成通路進(jìn)行改造，弱化DHA合成的競爭途徑—脂肪酸合酶途徑、增加脂肪酸合成的前體、強(qiáng)化脂肪酸的貯存途徑，獲得了合成高純度DHA的裂殖壺菌細(xì)胞工廠，DHA含量達(dá)到331mg/g，占總油脂的61%。該成果以封面文章形式刊登于《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志》。
藻油DHA的成本主要包括發(fā)酵成本和油脂加工提純成本，它們與裂殖壺菌藻油中的DHA純度和產(chǎn)量密切相關(guān)。
長期以來，中科院青島生物能源與過程研究所代謝物組學(xué)研究組致力于裂殖壺菌的遺傳改造、作用機(jī)制及代謝工程研究，通過人工改造裂殖壺菌提高其脂質(zhì)中DHA的純度及產(chǎn)量，進(jìn)而提高藻油DHA的產(chǎn)品品質(zhì)、降低藻油DHA的生產(chǎn)成本。
記者從代謝物組學(xué)研究組獲悉，該研究利用代謝工程手段對裂殖壺菌脂肪酸合酶途徑進(jìn)行弱化，獲得裂殖壺菌突變株的生長速率、最終生物量和總脂肪酸產(chǎn)量沒有發(fā)生明顯變化，但顯著提高了脂質(zhì)中DHA的比例。
在此基礎(chǔ)上，通過過表達(dá)油脂合成途徑的關(guān)鍵酶乙酰輔酶A羧化酶和二脂酰甘油酰基轉(zhuǎn)移酶，進(jìn)一步提高裂殖壺菌的總脂肪酸產(chǎn)量和脂質(zhì)中DHA的純度，而生物量和細(xì)胞生長速率不受影響，確保獲得的突變株符合工業(yè)化生產(chǎn)需求。
該工作得到了國家重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金的資助。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c03781
