ユーカリ・グロブラス木材のセルロース分画からのイソプレン生産のためのクルイベロマイセス・マルキアナスの代謝工学

イソプレンは、多くの産業用途を持つ非常に揮発性の高い炭化水素であり、これまで環境に重大な影響を及ぼすプロセスを通じて石油化学源から生産されてきました。イソプレンの微生物生産は、有望でより持続可能な代替手段として浮上しています。本研究では、再生可能な原料からイソプレンを生産するための非従来型酵母クルイベロマイセス・マルキアナスの可能性を探求し、より持続可能なプロセスの開発に貢献しました。K. マルキアナスは、イソプレン合成酵素遺伝子を発現させることでグルコースからイソプレンを生産するように設計され、この酵素の遺伝子コピー数がイソプレン生産に大きく影響することが分かりました。さらに、メバロン酸経路の工学によってイソプレン前駆体であるアセチル-CoAおよびジメチルアリル二リン酸（DMAPP）の供給を増強することで、生産量が増加しました。封じられた血清瓶内での高いヘッドスペースと培養比もイソプレンの蓄積を促進しました。重要なことに、前処理されたユーカリ・グロブラス木材のセルロース分画からイソプレン生産が達成されました。私たちの知る限り、これはリグノセルロース原料を用いたK. マルキアナスにおけるイソプレン生産の初めての報告であり、ストレス条件下での持続可能な基質に基づく統合プロセスにおけるその可能性の概念実証を提供しています。