近日，我院张昆副教授在生物学一区TOP期刊（Metabolic Engineering《代谢工程》）上发表题为“Engineering xylose catabolism in the yeast Komagataella phaffii”的研究论文。
木糖是木质纤维素中第二丰富的单糖，仅次于葡萄糖。微生物的木糖利用能力对生物质水解液的高价值转化和经济性至关重要。然而，巴斯德毕赤酵母（Komagataella phaffii ，同义名Pichia pastoris）不能高效利用木糖。为此，研究者在该酵母中构建了木糖异构酶-木糖激酶途径、非氧化戊糖磷酸化途径 (PPP) 和非氧化糖酵解 (NOG) 途径，以增强木糖的细胞生长能力。此外，分别阻断木糖代谢的旁路途径、高渗透性甘油/有丝分裂原活化蛋白激酶 (HOG-MAPK) 信号传导途径以及可能的负调控转录因子，以进一步促进木糖分解代谢。另外，通过适应性实验室进化显著提高酵母菌株的木糖生长用能力，并通过基因组重测序、转录组和代谢组分析和反向代谢工程鉴定六个能够促进木糖代谢的靶点基因。
最终，工程菌株利用木糖的比生长速率μmax最高可达 0.042 h-1，延滞期为25.0 h，达到目前报道的最高水平。该菌株还具有高效的游离脂肪酸合成能力和部分改善葡萄糖效应的特点。这些工程菌株还可以作为木质纤维生物制造的底盘平台，用于合成其他高附加值化学品。这项工作不仅表明代谢可塑性的工程策略适用于其他酵母的木糖代谢改造，而且有助于理解木糖的调控机制。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2026.02.001
（生命科学学院 张昆）