酿酒酵母异丁醇合成途径调控的研究进展

摘要

酿酒酵母是工业化生产中常用的微生物,具有耐低pH值、抗逆性强等优点。利用微生物进行生物基产品的生产已成为绿色生物制造的重大发展方向。异丁醇是一种支链高级醇,在化工、能源等领域有较好的应用前景。利用工程酿酒酵母合成的异丁醇是一种可持续、可再生、经济环保的生物能源,有望成为下一代生物燃料。构建高效合成异丁醇的酿酒酵母细胞工厂可以实现生物燃料异丁醇的绿色制造,但目前酿酒酵母合成异丁醇的能力不足,限制了异丁醇的工业化发展,而与合成生物学相结合的理性代谢调控策略是提高微生物异丁醇合成能力的有效方法之一。本文围绕异丁醇合成途径构建、竞争途径阻断、辅因子平衡、合成途径重定位、转录调控因子调节以及耐受性强化几方面,综述了酿酒酵母中异丁醇合成调控策略的研究进展。这些策略显著提高了工程酵母异丁醇的转化率和产率,但在异丁醇工业化生产上仍存在许多不足。为了推动异丁醇的工业化生产,本文讨论了目前酿酒酵母生产异丁醇的瓶颈及解决方法,以期对异丁醇的绿色制造提供有价值的参考。