“釀酒酵母主要用於奶酪、饅頭、釀酒等發酵行業，同時也因其優秀的工業屬性，常被用作微生物製造與細胞生物學研究的模式生物。”於濤說，利用釀酒酵母通過乙酸來合成葡萄糖的過程，就像是微生物在“吃醋”，釀酒酵母通過不斷地“吃醋”來合成葡萄糖。
“然而，在這過程中，釀酒酵母本身也會代謝掉一部分葡萄糖，所以產量並不高。”於濤表示。
對此，研究團隊通過敲除釀酒酵母中代謝葡萄糖的三個關鍵酶元件，廢除了釀酒酵母代謝葡萄糖的能力。之後，實驗中的工程酵母菌株在搖瓶發酵的條件下，合成的葡萄糖產量達到1.7g／L。
“我們利用這種生物釀酒酵母‘從無到有’地在克級水平合成了葡萄糖，這代表了該策略較高的生產水平與發展潛力。”於濤說，為進一步提升合成葡萄糖的產量，不僅要廢除釀酒酵母的能力，還要加強它本身積累葡萄糖的能力。
於是，研究人員又敲除了兩個疑似具備代謝葡萄糖能力的酶元件，同時插入來自泛菌屬和大腸杆菌的葡萄糖磷酸酶元件。
於濤表示，泛菌屬和大腸杆菌的葡萄糖磷酸酶元件可以“另辟蹊徑”，將酵母體內其他通路中的磷酸分子轉化為葡萄糖，增加了酵母菌積累葡萄糖的能力。經過改造後的工程酵母菌株的葡萄糖產量達到2.2g／L，產量提高了30%。
新型催化方式有堅實根基
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