萜类化合物是一类在食品、医疗和化妆品行业中有着广泛应用前景的天然产物，目前受到大量关注和研究。
为了实现可持续生产和环保要求，微生物生物合成已成为大规模生产萜类化合物的最佳选择。生物合成过程依赖于宿主体内的甲羟戊酸途径（MVA）或赤藓糖磷酸酯途径（MEP）来提供萜类共同前体异戊烯基焦磷酸（IPP）和二甲基烯丙基焦磷酸（DMAPP）。
然而，这些途径受到碳限制和能量效率低的限制，导致萜类化合物的高产量和高通量合成困难。此外，这些途径与宿主争夺生存所需的能量和物质，例如在酵母中，萜类前体与甾醇的生物合成密切相关。
最近，中国农业科学院农业基因组研究所的黄三文等人在PNAS发表了一篇名为“Engineering a universal and efficient platform for terpenoid synthesis in yeast”的文章，提出了一种解决酿酒酵母高产萜类物质和菌株良好生长之间矛盾的思路。
作者通过在酿酒酵母中引入异戊烯醇两步磷酸化利用途径（isopentenol utilization pathway, IUP），并添加常见的化工原料异戊烯醇和戊烯醇，成功提高了宿主体内的IPP/DMAPP产量，达到了1.2μmol/g DCW，提高了147倍。
作者进一步建立了高效合成二、四萜前体香叶基香叶基焦磷酸（geranylgeranyl Diphosphate, GGPP）的三步合成路线，使GGPP的合成水平提高了374倍，达到了0.9μmol/g DCW，并避免了与宿主依赖法尼基焦磷酸（farnesyl diphosphate, FPP）合成甾醇的竞争。
随后，作者验证了所有萜类化合物类型的完整合成途径，包括单萜（柠檬烯）、倍半萜（紫穗槐二烯）、二萜（紫衫烯）、三萜（香树脂醇）和四萜（番茄红素）等，有效提高了产量（2-27倍），为酵母中萜类化合物的合成提供了一个通用有效的平台。
综上所述，通过引入异戊烯醇利用途径并添加相对廉价的异戊烯醇/戊烯醇，可以有效提高宿主内的IPP/DMAPP浓度，从而实现萜类物质的高产，并减少与宿主自身生长资源的竞争。
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