脂肪酸在细胞中以能量存储份子、膜脂、旌旗灯号份子等情势遍及存在,并普遍使用于生物燃料、养分与安康、质料化工等财产。作为结尾含有一个羧基的脂肪族碳氢链,碳链长度是决议脂肪酸功用、代价和用处的枢纽身分之一。
克日,中国科学院青岛生物能源与历程研讨所单细胞中间开辟了脂肪酸“全链长范畴”“单位链长精度”精准可调的产业产油微藻,并提生产业微藻中脂肪酸链长调控的份子机制模子。这一功效日前揭晓于《代谢工程》。
据引见,基于碳链长度,脂肪酸可分为短链、中链、长链和超长链4类。超长链脂肪酸如花生四烯酸(ARA)和二十碳五烯酸(EPA)等是人类和植物的养分弥补剂,而长链和中链脂肪酸不只是动动物脂肪的次要身分,也是抗菌剂、光滑油、洗濯剂、外表活性剂和生物柴油等诸多产业产物的枢纽身分。同时,500万彩票平台每种链长的脂肪酸都有其特别功用。因而,可连续和情况友爱的脂肪酸消费,依靠于“全链长范畴”“单位链长精度”精准可调的脂肪酸细胞工场。
作为一种“负碳”细胞工场,产业微藻可以在光能驱动下,将二氧化碳和水范围化转化成各类链长的脂肪酸(从C8到C22以上),但每种产业微藻脂肪酸链长构成凡是不变且具有物种特同性,因此难以灵敏可控地分解各类链长的脂肪酸份子。
针对该瓶颈成绩,单细胞中间助理研讨员王勤涛结合大连理工大学副传授冯延宾研讨小组,在产业产油微藻陆地微拟球藻中,发明一个定位于细胞质中属于PKS体系的二类酯酰ACP硫酯酶NoTE1,能进步C16和C18的含量并低落C20的含量,从而可用于理性调控长链和超长链脂肪酸的相对含量。
研讨职员进一步发明,来自一种高档动物湿地萼距花的硫酯酶CpTE,可以大幅提拔C8和C10等中链脂肪酸在微拟球藻细胞中的比重。因而,大范畴挑选差别物种滥觞的硫酯酶,关于脂肪酸细胞工场的构建具有主要意义。
可是,CpTE的自然构造决议了其关于C8和C10的偏好性,因而难以调控C12的含量。针对此成绩,研讨职员操纵酶工程,理性革新了CpTE与底物链长挑选性相干构造域,胜利将其底物偏好性从C8和C10酿成了C12。进一步实考证明,此定名为mCpTE的新酶能大幅度进步微拟球藻中C12含量。
研讨职员结合使用代谢工程和卵白质工程,初次完成了微藻中“全链长范畴”“单位链长精度”的脂肪酸含量调控。在此根底上,研讨职员还提出微拟球藻分解脂肪酸份子机制模子:细胞操纵PKS路子、去饱和延长路子、FAS体系等3条脂肪酸分解路子,别离润饰差别碳链长度脂肪酸链长。这一机制模子为针对脂肪酸链长的产业产油微藻份子育种供给了新的尝试根据和实际根底。
记者理解到,在陆地微拟球藻中,单细胞中间前期已树模了基于差别饱和度的脂肪酸份子分解“定制化油脂份子”,当前这些发明则进一步证实理性调控脂肪酸链长的可行性。这一系列较为体系的研讨事情,展现了微拟球藻作为一种“负碳”油脂细胞工场效劳于生物燃料、养分与安康、质料化工等财产的宏大潜力。