微生物所合作实现了白藜芦醇在酵母过氧化物酶体和细胞质中的同时合成

白藜芦醇是一种植物来源的多酚类化合物，在医药、保健与营养领域应用广泛。随着合成生物学的快速发展，微生物合成白藜芦醇有望替代传统植物提取，成为高效、绿色的新型制备途径。然而，白藜芦醇合成前体供应不足是限制其产量的首要瓶颈，如何挖掘前体池，为微生物细胞工厂提供充足前体，是领域内亟待突破的核心问题。

近日，中国科学院微生物研究所温廷益团队与中国农业大学谯仕彦院士团队合作，在Bioresource Technology上发表了题为“Simultaneous Synthesis of Resveratrol by Dual-Compartment Metabolic Engineering in Saccharomyces cerevisiae”的研究论文。该研究首次在酿酒酵母中利用所开发的双区室工程策略，实现了白藜芦醇在过氧化物酶体和细胞质中的同时合成，并通过增强前体供应显著提高了白藜芦醇的合成效率，为高价值生物化学品的微生物制造提供了新思路。

酵母过氧化物酶体是脂肪酸β‑氧化的特有细胞器，天然富集乙酰辅酶A，具备天然前体供给优势。研究团队首先在过氧化物酶体中建立白藜芦醇合成途径；随后利用高效多位点整合方法提高异源基因的拷贝数，强化合成途径；进一步开展了系统细胞器工程以增加前体供应；最后构建细胞质和过氧化物酶体双区室合成体系，实现了在两个细胞区室中同时合成白藜芦醇。¹³C代谢通量分析结果表明，相较于细胞质单区室菌株，含过氧化物酶体改造的单区室与双区室工程菌胞内的乙酰辅酶A丰度更高，并且碳源利用途径更多元。通过增加过氧化物酶体中乙酰辅酶A的供给，使其成为了合成白藜芦醇的重要细胞器工厂。

中国科学院微生物研究所师瑞琳博士为本论文第一作者，微生物所温廷益研究员和中国农业大学邓爱华教授为论文共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金以及中国农业大学杰出人才启动基金等项目资助。

用于白藜芦醇合成的双室工程酿酒酵母示意图及其¹³C代谢流分析

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2026.135806