上海
2026年1月7日，德國(guó)法蘭克福大學(xué)Martin Grininger教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所周雍進(jìn)研究員團(tuán)隊(duì)合作在Nature Chemical Biology上發(fā)表了文章Engineering metazoan fatty acid synthase to control chain length applied in yeast，開發(fā)出一種模塊化、可編程的脂肪酸合成平臺(tái)，并在酵母中實(shí)現(xiàn)了中鏈脂肪酸定向生物合成。
該研究中，Martin Grininger教授團(tuán)隊(duì)通過體外酶工程改造，對(duì)脂肪酸合酶（
mFAS）進(jìn)行關(guān)鍵位點(diǎn)突變，有效調(diào)控了酮脂酰合酶（
KS）與硫酯酶（
TesA）結(jié)構(gòu)域的催化效率，從而精準(zhǔn)控制產(chǎn)物鏈長(zhǎng)。周雍進(jìn)研究員團(tuán)隊(duì)在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了高效的酵母細(xì)胞工廠，通過精準(zhǔn)調(diào)控脂肪酸 β - 氧化途徑并采用多拷貝表達(dá)策略，顯著提升了中鏈脂肪酸（如月桂酸 C12 ）的產(chǎn)量與占比。
周雍進(jìn)研究團(tuán)隊(duì)前期研究在該酵母中實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)鏈脂肪酸合成（
Nat. Metab. , 2022;
Nat. Chem. Biol. , 2023;
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2023 ）。本研究中，團(tuán)隊(duì)通過基因組整合與質(zhì)粒共表達(dá)，將優(yōu)化后的mFAS/TesA雜合酶系統(tǒng)導(dǎo)入細(xì)胞，并結(jié)合代謝工程策略——包括更換脂酰輔酶A合酶、替換脂酰輔酶A氧化酶以及引入特異性脂酰輔酶A硫酯酶等，有效阻斷了長(zhǎng)鏈脂肪酸的完全氧化降解，促使代謝流富集中鏈脂肪酸。在 1.5 L 生物反應(yīng)器的批式補(bǔ)料發(fā)酵中，工程菌株 XMCFA69 的中鏈脂肪酸總產(chǎn)量達(dá)到 708.6 mg/L ，其中月桂酸占游離脂肪酸總量的 48% ，占比接近天然椰子油與棕櫚仁油水平。該產(chǎn)量為目前酵母體系中報(bào)道的最高值。該研究為替代傳統(tǒng)植物油提取、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)油脂化工品的微生物制造提供了新思路。
（文/圖 翟曉鑫）
法蘭克福大學(xué)博士研究生Damian L. Ludig與中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所博士研究生翟曉鑫為論文共同第一作者。
文章鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41589-025-02105-w
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