耐酸酵母模型有助于指导工业有机酸生产

微生物可以从可再生生物质中生产许多平台化学品，有机酸是平台化学品中很重要的一类。但是，耐受低pH值生长条件的微生物是稀缺的，因此利用微生物进行有机酸工业化生产仍然是一个挑战。

2020年10月8日Metabolic Engineering Communications报道，在基因编辑和计算建模工具的帮助下，宾夕法尼亚州立大学、伊利诺伊大学香槟分校和普林斯顿大学研究人员组成的研究团队发现了一种对有机酸工业生产非常有潜力的宿主——Issatchenkia Orientalis SD108，它可以耐受低至pH 2.0的酸性条件。

为了系统地评估这种非模型酵母的代谢能力，研究者开发了这种酵母的基因组规模代谢模型——SD108，该模型包含了这种酵母的850个基因、1826个反应和1702个代谢产物。为了改善模型的定量预测，研究者通过实验确定并实施了特定的生物大分子组成和ATP维持要求。研究者分析了该酵母的网络拓扑结构，包括必需基因和通量耦合分析，并将其与酿酒酵母的Yeast 8.3模型进行了比较。研究探索了碳底物的利用，并通过OptKnock框架来鉴定将目标化学物质的生产与生物质生产相结合的基因敲除方案，从而评估生物体进行工业化生产琥珀酸的潜力。

基因组规模代谢模型iIsor850是一个数据支持的策划模型，可以为过度干预提供遗传干预信息。有了全面的基因组规模模型，研究者可以研究生物体生长速率和通量的情况，并且可以确定代谢系统中的关键反应，还可以添加新基因来制造新产品。

吴晓燕编译自https://phys.org/news/2020-11-acid-tolerant-yeast-industrial-acid-production.html

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214030120300481?via%3Dihub

原文标题：Genome-scale metabolic reconstruction of the non-model yeast Issatchenkia orientalis SD108 and its application to organic acids production