Entwicklung von Ogataea parapolymorpha als neuartige Plattform zur β-Carotin-Produktion durch globale metabolische Optimierung

β-Carotin ist eine fettlösliche terpenoide Substanz, die häufig als Lebensmittelfarbstoff verwendet wird. Die Nutzung mikrobieller Zellenfabriken zur Synthese von β-Carotin stellt eine vielversprechende Alternative zu pflanzlichen Extraktionsmethoden dar. Ogataea parapolymorpha ist eine nicht-konventionelle Hefe mit Thermotoleranz, einem breiten Substratspektrum und Hochdichtefermentation, was sie zu einem exzellenten Wirt für die biologische Produktion von β-Carotin macht. Dementsprechend wendeten wir globale metabolische Optimierung an O. parapolymorpha an. Zunächst wurde ein β-Carotin-Biosyntheseweg erstellt, indem die an seiner Synthese beteiligten Enzyme gescreent und identifiziert wurden. Anschließend wurde β-Carotin durch Optimierung des Mevalonat-Wegs und Steigerung der Versorgung mit dem Vorläufer Acetyl-CoA sowie dem Cofaktor NADPH produziert. Schließlich wurden konkurrierende Stoffwechselwege herunterreguliert, um die β-Carotin-Produktion zu erhöhen. Unsere Strategie führte zu einem β-Carotin-Titer von 3861,21 mg/L während der Fed-Batch-Fermentation in einem 5-L-Bioreaktor. Diese Studie bietet eine alternative Plattform für die Biosynthese von Carotinoiden.