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(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。裂殖壺菌（Aurantiochytrium sp.）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(diǎn)。2010年，利用裂殖壺菌生產(chǎn)的DHA藻油被我國(guó)衛(wèi)生部批準(zhǔn)為新資源食品，其食品安全性得到廣泛的認(rèn)證。
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)。青島能源所代謝物組學(xué)研究組長(zhǎng)期以來(lái)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(guò)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。近日，該研究組通過(guò)代謝工程策略對(duì)裂殖壺菌的油脂合成通路進(jìn)行改造，通過(guò)弱化DHA合成的競(jìng)爭(zhēng)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331 mg/g，占總油脂的61%。該成果被食品科學(xué)領(lǐng)域的知名期刊Journal of Agriculture and Food Chemistry以內(nèi)封面文章的形式報(bào)道。
該研究利用代謝工程手段對(duì)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(zhǎng)速率、最終生物量和總脂肪酸產(chǎn)量沒(méi)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(guò)過(guò)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?；D(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(zhǎng)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。
該工作主要由代謝物組學(xué)研究組王卓君博士完成，宋曉金副研究員和王森助理研究員為通訊作者。以上工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。（文/圖 王森 宋曉金）
圖1 利用代謝工程手段制備生產(chǎn)高純度DHA細(xì)胞工
原文鏈接：Wang Z, Wang S, Feng Y, Wan W, Zhang H, Bai X, Cui Q, Song X: Obtaining High-Purity Docosahexaenoic Acid Oil in Thraustochytrid Aurantiochytrium through a Combined Metabolic Engineering Strategy. J Agric Food Chem 2021. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c03781
