研究背景：维生素E是一种对人体健康至关重要的抗氧化剂，具有多种生物活性，其中δ-生育三烯醇作为维生素E的一种重要异构体，因其独特的抗癌活性而备受关注。目前，维生素E的主要生产方法包括化学合成和植物提取。然而，化学合成法主要用于生产动物饲料添加剂，难以合成具有特定构型的维生素E单体；而植物提取法则受到植物资源和成本的限制。因此，寻找一种高效、经济的δ-生育三烯醇生产方法成为当前研究的热点。微生物生物合成因其经济和环境优势，被认为是生产δ-生育三烯醇的一种有前景的策略。酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）作为一种常用的微生物细胞工厂，在代谢工程领域具有广泛的应用前景。通过工程化酿酒酵母，优化δ-生育三烯醇的生物合成途径，有望提高其在微生物中的产量，满足市场对天然维生素E的需求。
研究问题：主要围绕以下几个关键问题展开：

o    如何通过工程化酿酒酵母，构建δ-生育三烯醇的从头生物合成途径？

o    如何识别并消除生物合成途径中的限速步骤，提高催化效率？

o    如何优化关键酶的表达和定位，增强代谢通量，进一步提高δ-生育三烯醇的产量？

研究结果：

·         成功构建工程化酿酒酵母：通过引入δ-生育三烯醇生物合成模块和优化甲羟戊酸（MVA）生物合成模块中的GGPP供应，研究者在酿酒酵母中成功构建了δ-生育三烯醇的从头生物合成途径。这一途径的构建为后续的优化工作奠定了基础。

·         识别并消除限速步骤：研究者通过逐步过表达δ-生育三烯醇生物合成模块中的外源基因，识别出了生物合成途径中的限速步骤。随后，通过信号肽截断和酶共定位策略，成功地消除了这些限速步骤，提高了催化效率。

·         提高δ-生育三烯醇产量：为了进一步提高δ-生育三烯醇的产量，研究者采用了底物通道化策略和组合优化策略。通过优化关键酶的表达和定位，以及调整发酵条件，最终在两相萃取发酵条件下实现了3262.2 μg/L的δ-生育三烯醇产量。这一结果充分展示了工程化酿酒酵母在δ-生育三烯醇生产中的潜力。

研究意义：通过工程化酿酒酵母进行δ-生育三烯醇的从头生物合成，取得了显著的成果。这一研究不仅为天然维生素E单体的生产提供了新的途径，还推动了微生物代谢工程的发展。同时，本研究还具有重要的经济和社会价值，有望为相关产业的发展注入新的活力。
文献来源：Han, Luyao, et al. "Engineered Saccharomyces cerevisiae for de novo δ-tocotrienol biosynthesis." Systems Microbiology and Biomanufacturing 4.1 (2024): 150-164.