近日,廈門大學化學化工學院何寧教授、曹名鋒教授研究團隊與新西蘭梅西大學 (Massey University) Yusuf Chisti教授課題組合作在裂殖壺菌ω-3 LC-PUFA的合成研究方面取得重要進展,相關成果“Production of polyunsaturated fatty acids by Schizochytrium (Aurantiochytrium) spp.”發表于Biotechnology Advances (DOI: 10.1016/j.biotechadv.2021.107897)。
膳食攝入ω-3長鏈多不飽和脂肪酸 (ω-3 LC-PUFA),尤其是具有代表性的二十二碳六烯酸 (DHA) 和二十碳五烯酸 (EPA),是人體自身不能直接從頭合成而又不可缺少的重要營養素。另外,目前水產養殖行業依賴于野生捕撈的魚油作為漁業飼料中所需的ω-3 LC-PUFA營養物質來源,嚴重阻礙了水產養殖業的可持續發展。幾十年來,含油微生物已被開發為ω-3 LC-PUFA的替代來源。裂殖壺菌 (Aurantiochytrium spp.) 是目前工業化發酵生產ω-3 LC-PUFA的代表性微生物之一,它具有高生物量、高油脂含量、易培養等特點。
該項工作結合團隊的研究基礎,主要對裂殖壺菌ω-3 LC-PUFA的合成進行了系統梳理,重點分析了DHA潛在的市場需求以及裂殖壺菌作為其可替代來源的經濟潛力,尤其是對于新興的水產飼料市場。文章針對裂殖壺菌脂質合成的生化途徑及合成機制、發酵工藝改進策略及關鍵技術、以酶/基因為靶標識別的組學分析及遺傳改造,以及PUFA合酶功能的調控機制,進行了重點總結與討論。這項工作闡明了目前利用裂殖壺菌提升ω-3 LC-PUFA產量的發酵技術及代謝工程策略,展示了裂殖壺菌進行PUFA合酶(類PKS)系統模型菌株的開發,以及PUFA更大規模化生產的巨大潛力,以期為進一步通過代謝工程提升和改良其油脂的產量及品質,以及提高發酵生產的經濟性提供借鑒。最后,作者對裂殖壺菌在發酵技術及代謝調控中的挑戰和機遇進行了總結與展望。
提高ω-3長鏈多不飽和脂肪酸產量的策略
廈門大學化學化工學院博士生遲國祥為論文第一作者,何寧教授、曹名鋒教授與新西蘭梅西大學Yusuf Chisti教授為共同通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金面上項目 (31871779) 的資助。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975021002032
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