柚皮素是一种黄酮类化合物，具有多种保健功效，如抗肥胖症、抗糖尿病、抗高血脂、高血压等。植物提取法是柚皮素的重要来源，但受季节和产地影响较大。相比之下，微生物法合成柚皮素具有生产强度高、反应条件温和、利用廉价碳源等优势。
酿酒酵母是一种优良的柚皮素生产宿主，具有生物量高、生长迅速、遗传背景清晰、改造技术成熟等特点。在酿酒酵母中，通过外源导入四个基因，即酪氨酸解氨酶、4-羟基肉桂酰辅酶A连接酶、查尔酮合酶和查尔酮异构酶，可以从头合成柚皮素。然而，在酿酒酵母中异源合成柚皮素的限速步骤尚未完全探索清楚。
本研究通过将四个外源基因整合到酿酒酵母基因组中，构建了一株可以从头合成柚皮素的菌株。通过强化莽草酸途径和过表达外源基因，鉴定出莽草酸途径代谢通量低和CHS活性低是合成柚皮素的限速步骤。通过添加香豆酸和过表达高酶活的SmCHS，成功解除了这两个限速步骤。经过发酵优化，可以在5-L发酵罐水平积累高浓度的柚皮素。
这项研究为利用微生物合成柚皮素提供了重要的理论和实践基础，有望在柚皮素的生产中发挥巨大潜力。
1
