近日，我组在甲醇生物转化研究方向取得新进展。研究团队以多形汉逊酵母为宿主，构建并优化倍半萜β-法尼烯的生物合成，实现以甲醇为唯一碳源高效合成β-法尼烯。
β-法尼烯可用于制备生物燃料、维生素E和橡胶材料（聚法尼烯）。目前其主要从植物中提取，由于植物培养周期长，易受环境影响，制约了β-法尼烯的稳定供应。构建“微生物细胞工厂”利用可再生原料生产β-法尼烯是一种潜在的绿色制造路线。甲醇可以通过太阳能等绿色能源以CO2为原料大量合成，是一种理想C1原料。然而，微生物的甲醇代谢速度慢，且甲醇有一定生物毒性，制约了甲醇到目标产物的合成效率，因此亟需构建转化甲醇高效合成β-法尼烯的“细胞工厂”。
本工作以高产脂肪酸菌株为底盘（Nat. Metab.，2022），通过合酶筛选和优化其表达及代谢切换策略实现了快速高效合成β-法尼烯。进一步，甲羟戊酸途径优化和前体供应的强化，显著提升了β-法尼烯生物合成效率。优化后的工程菌株以甲醇作为唯一碳源，上罐补料发酵β-法尼烯产量达到14.7 g/L，目前已有报道的C1原料产倍半萜的最高产量，为甲基酵母利用甲醇高效生产萜类化合物提供指导。
本工作以“Engineering yeast for high-level production of β-farnesene from sole methanol”为题，于近日发表于《Metabolic Engineering》。该工作的第一作者是我组博士后李净净。该工作得到国家重点研发计划和中国科学院大连化学物理研究所创新基金资助。（文/图 李净净 校对/王倩）
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2024.08.006
