摘要：以毕赤酵母为异源表达宿主合成人胰岛素前体,在实验室研究和工业生产中已有广泛应用。目前研究主要使用天然甲醇诱导型AOX1启动子,以甲醇为单一基础碳源进行胰岛素前体的诱导发酵生产。但在毕赤酵母高密度发酵生产过程中,甲醇代谢过程耗氧大、产热高,补料控制工艺复杂,限制了发酵生产的放大。基于前期对启动子AOX1的转录调控设计研究,提出以人工设计的高效组成型转录调控器件CSAD5驱动胰岛素前体基因表达,开发了以葡萄糖为碳源的发酵生产工艺,以解决甲醇体系中的产热、耗氧及工艺控制问题。在此基础上,通过增强筛选压力提高异源基因拷贝,获得了一株胰岛素前体高表达重组毕赤酵母,利用优化的培养工艺在5L反应器水平发酵生产,胰岛素前体产量在108h达到1. 85g/L,为目前报道以葡萄糖为碳源,生产人胰岛素前体的最高水平,为胰岛素前体的工业生产及毕赤酵母的应用提供了新的思路和方法。

摘要：优质的微生物底盘宿主是实现绿色、可持续生物制造的重要平台。巴斯德毕赤酵母底盘宿主因其在蛋白表达和发酵生产中的诸多优势受到了广泛的关注和应用。而作为一种工业甲基营养酵母,其可以有效地利用来源广泛的甲醇作为唯一碳源,使其成为碳一化合物潜在的生物转化平台。近年来,随着合成生物技术和生物制药技术的快速发展,围绕毕赤酵母底盘的工程化改造研究逐渐增多,并取得了卓有成效的进展,促进了毕赤酵母底盘的发展和升级。本文简述了毕赤酵母底盘细胞的发展和应用现状,从基因操纵技术、基因表达调控、代谢工程改造等方面介绍了毕赤酵母的工程化改造策略及应用效果,总结了毕赤酵母中合成生物技术、调控元器件、新型表达平台和生物转化体系的建立与开发情况。在此基础上,进一步强调了毕赤酵母中CRISPR介导的基因编辑及调控、转录系统的重构及人工设计,介绍了其在蛋白表达和化合物合成方面的应用,并分析了其在实际应用中的优势和问题。最后,对毕赤酵母在后续研究中的底盘升级方向和应用场景进行了展望。