天工所张燕飞/赵国屏团队ACS Synth Bio新型光控酿酒酵母代谢通量动态调控系统

中国科学院天津工业生物技术研究所张燕飞研究员和赵国屏院士团队开发了一种新型光控酿酒酵母代谢通量动态调控系统OptoPdc1。该系统通过蓝光/黑暗切换，精准调控丙酮酸脱羧酶的催化活性，从而实现对酿酒酵母代谢通量的快速、可逆、高效控制。研究发现，在蓝光照射下，光控酿酒酵母菌株对乙醇生物合成的动态调控范围高达120倍，并且乙醇产量与蓝光强度呈正相关。此外，该系统还成功应用于异丁醇合成的代谢通量控制，光控菌株在蓝光脉冲下的异丁醇产量可达非光控菌株的120%。这一创新工具为酿酒酵母代谢通路调控提供了全新的蛋白质层面策略，并为依赖高效呼吸代谢的生物合成途径创造了有利条件。