天科大现代酿造技术团队在酵母代谢工程领域取得重要研究进展

近日，天津科技大学生物工程学院肖冬光、于爱群教授所在现代酿造技术团队在酵母代谢工程领域取得重要研究进展。主要成果“Metabolic Engineering of Microbes for Monoterpenoid Production”在生物工程领域国际顶级学术期刊《Biotechnology Advances》发表。本论文以天津科技大学生物工程学院及省部共建食品营养与安全国家重点实验室为第一作者单位和通讯作者单位，生物工程学院2019级硕士研究生朱坤为论文第一作者。《Biotechnology Advances》是国际发酵工程、生物工程领域的顶级期刊之一，每年仅发表100多篇论文。

该论文针对目前利用微生物代谢工程技术生产单萜类化合物的最新进展进行了综述和展望，全面深入地总结和剖析了上下游各个过程中所用各种策略所存在的优点和局限性。不同于以往，本文从最上游到最下游，即在 DNA、RNA、蛋白质、产物、细胞和发酵等不同水平上对已用策略进行了分类分析，可以使后续研究者们根据单萜产品的不同属性或者所要达到的不同目的要求，有针对性地对这些策略进行选择和应用，因此对于利用微生物细胞工厂来实现单萜类产品的规模化、效益化工业生产具有重要的指导意义。

单萜化合物是广泛存在于植物中的天然产物，同时也是极具潜力的工业原料。很多单萜化合物还是开发新药和研究天然产物的重要来源，因此市场潜力巨大。一般来说，传统获取单萜化合物的方法有两种：从天然植物中进行提取和化学合成方法。近年来，随着合成生物学的发展，代谢工程等相关技术取得了一系列突破性进展，通过对微生物底盘细胞进行特定改造并利用细胞工厂异源合成单萜化合物，将有望成为替代植物提取和化学合成的一种更好的策略。这种借助微生物细胞工厂进行生物合成的方法具有成本投入少、环境污染小、量产规模可控等诸多优点，是建设节约型社会、实现可持续发展的绿色生产方式。

食品发酵与酿造是轻工技术与工程学科的重要领域，天津科技大学现代酿造技术团队一直致力于利用现代生物技术与发酵工程技术提升传统酿造的基础理论并推进现代酿造应用技术研究，在酒类风味物质酸、酯和高级醇的代谢调控、高耐性酒精活性干酵母产品的研究与开发等方面开展了大量处于国际前沿的系统性研究工作。团队先后成功研制出酿造用活性干酵母系列产品，其中“耐高温酿酒活性干酵母应用技术的开发研究与推广”项目获国家科学技术进步三等奖，并被列为国家成果重点推广项目，“高耐性酵母关键技术研究与产业化”项目获得国家科学技术二等奖，开发的高耐性酵母在湖北安琪产业化，实现了高耐性酵母产品的国产化，推动了安琪公司的跨越式发展，使其成为亚洲第一、世界第三大酵母制造商，产品远销欧美等发达国家，累计经济效益超150亿元。

近年来，该团队在传统的酿酒酵母、毕赤酵母等研究的同时，还进一步围绕解脂耶氏酵母等非常规酵母，结合合成生物学等新的学科前沿领域，守正创新，大力开拓，成功实现了多种萜类化合物的异源高效微生物合成。一系列相关研究成果先后发表在国际知名期刊Chemical Engineering Science、ACS Synthetic Biology、Microbial Biotechnology 、Biotechnology for Biofuels 上。相关工作受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、天津市自然科学基金等国家级、省部级科研项目的支持。