利用代谢工程手段制备生产高纯度DHA细胞工。课题组供图
二十二碳六烯酸（DHA），俗称“脑黄金”，是大脑和视网膜组织中磷脂的重要组成物质，其作为药品和保健食品具有广阔的开发应用前景。
裂殖壶菌是目前工业化发酵生产DHA的代表性物种之一，具有高生物量、高油脂含量和易培养等特点。2010年，利用裂殖壶菌生产的DHA藻油被批准为新资源食品，其食品安全性得到广泛认证。
近日，中科院青岛生物能源与过程研究所代谢物组学研究组通过代谢工程策略对裂殖壶菌的油脂合成通路进行改造，弱化DHA合成的竞争途径—脂肪酸合酶途径、增加脂肪酸合成的前体、强化脂肪酸的贮存途径，获得了合成高纯度DHA的裂殖壶菌细胞工厂，DHA含量达到331mg/g，占总油脂的61%。该成果以封面文章形式刊登于《农业与食品化学杂志》。
藻油DHA的成本主要包括发酵成本和油脂加工提纯成本，它们与裂殖壶菌藻油中的DHA纯度和产量密切相关。
长期以来，中科院青岛生物能源与过程研究所代谢物组学研究组致力于裂殖壶菌的遗传改造、作用机制及代谢工程研究，通过人工改造裂殖壶菌提高其脂质中DHA的纯度及产量，进而提高藻油DHA的产品品质、降低藻油DHA的生产成本。
记者从代谢物组学研究组获悉，该研究利用代谢工程手段对裂殖壶菌脂肪酸合酶途径进行弱化，获得裂殖壶菌突变株的生长速率、最终生物量和总脂肪酸产量没有发生明显变化，但显著提高了脂质中DHA的比例。
在此基础上，通过过表达油脂合成途径的关键酶乙酰辅酶A羧化酶和二脂酰甘油酰基转移酶，进一步提高裂殖壶菌的总脂肪酸产量和脂质中DHA的纯度，而生物量和细胞生长速率不受影响，确保获得的突变株符合工业化生产需求。
该工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.1c03781
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