合成生物学驱动下高质量酵母蛋白的研究进展

盛宇华，武耀康，吕雪芹，刘龙，陈坚，刘延峰

DOI:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2025-0760

酵母菌是一类单细胞真菌，菌体富含蛋白质、多糖、核酸、氨基酸、维生素和矿物质等多种营养成分，已被广泛应用于食品工业领域中。目前，酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、马克斯克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）和产朊假丝酵母（Candida utilis）被美国食品药品监督管理局（FDA）认证为安全的模式微生物（GRAS）。蛋白质是构成人体组织和器官的关键营养物质，摄入高质量蛋白质对于维持人体正常代谢和生理功能至关重要。此外，蛋白质是酵母菌体生物量的主要组成成分，且酵母蛋白的生产具有高效率、低资源利用率、产出周期短和可持续性等特点，逐渐成为传统动植物蛋白的经济型和生态型替代品。近年来，酵母蛋白作为一种新质蛋白源受到了广泛关注。在食品工业领域，酵母蛋白可被进一步加工为蛋白质类生物制品。因此，提升酵母菌体蛋白质含量和产量对于扩大其在食品工业中的应用具有重要意义。传统上，提高酵母蛋白质含量主要通过筛选高产菌株和优化发酵条件来实现。但目前仍存在酵母蛋白合成效率低、高产机制尚未完全解析及酵母蛋白功能性质不明确等问题，导致其在食品工业中的应用受限。近年来，合成生物学技术的快速发展为酵母蛋白的研究与开发提供了强有力的工具。通过基因编辑技术、模块化基因元件组装和启动子工程等策略，实现了对酵母蛋白表达的精准调控和重构；此外，通过合成生物学技术还促进了酵母底盘细胞的代谢网络优化，提高了前体营养物质的流向及能量分配效率。这极大推动了酵母蛋白实现高效化生产的目标，为解决传统发酵工艺存在的效率瓶颈提供了核心驱动力。

近日，《生物技术通报》在线发表了题为《合成生物学驱动下高质量酵母蛋白的研究进展》的文章。本文系统介绍了酵母蛋白的营养组成及功能特性，重点总结了当前提高酵母蛋白产量的工程策略，并进一步概述了修饰改性技术对酵母蛋白物化特性及结构的影响。本文为酵母蛋白的研究与开发提供了系统性支撑，并为未来构建可持续蛋白供应体系提供参考。