(-)-α-红没药醇（Bisabolol）是一种不饱和倍半萜醇，(-)-α-红没药醇具有良好的抗炎、抗菌、防腐和皮肤舒缓保湿等特性，在医药和化妆品行业具有很高的应用价值[1-3]。(-)-α-红没药醇主要存在于巴西桉树和药用植物德国洋甘菊中[4,5]，受环境影响较大，不利于大规模提取生产。解脂耶氏酵母作为一种含油酵母，具有生产(-)-α-红没药醇的潜力。

萜类化合物，又称类异戊二烯，是最大且最多样化的天然产物之一[6]。由异戊二烯单元组成的化合物及其衍生物构成，萜类化合物就对动物膜成分（如胆固醇）和呼吸电子传递链（如泛醌）的组成至关重要[7]，而对微生物和植物来说，则被发现作为药物（如紫杉醇和青蒿素），香料以及植物的次级代谢产物[8]。根据所含异戊二烯数目的不同可以分为单萜(C10)、倍半萜(C15)、二萜(C20)、三萜(C30)、四萜(C40)和多萜等[9]。萜类化合物由萜烯合成酶（TPS）与通用的五碳构建单元，异戊烯二磷酸（IPP）及其异构体二甲基烯丙基二磷酸酯（DMAPP）合成。IPP和DMAPP合成有两种不同的途径：甲羟戊酸（MVA）途径[10]和2-C-甲基-d-赤藓糖醇4-磷酸（MEP）途径[11]。一般而言，革兰氏阴性菌，包括大肠杆菌，使用MEP途径，而真核生物，古细菌，人类和革兰氏阳性球菌使用MVA途径[12]。异戊烯转移酶组装IPP和DMAPP单元以产生异戊二烯前体，其为萜类前体，包括香叶基二磷酸（GPP，C10），法呢基二磷酸（FPP，C15）和香叶基香叶基二磷酸（GGPP，C20）。这些异戊二烯二磷酸分子被TPS转化为多种萜类化合物[13,14]。

天然(-)-α-红没药醇主要通过蒸汽蒸馏从巴西仙人掌树中提取的精油制造，近年来已引起环境和生物保护问题[4]。(-)-α-红没药醇也可以化学合成;然而，化学合成需要额外的经济上不可行的纯化步骤，因为形成了其他非对映异构体（（ )-α-红没药醇和（#177;）-epi-α-红没药醇）和不需要的副产物[15].因此，可持续供应自然相同的(-)-α-红没药醇对特种化学工业至关重要。

该课题主要研究的是在Jens Nielsen教授的指导下，通过敲除解脂耶氏酵母的DNA 依赖的蛋白激酶亚基编码基因（ku70），有效的弱化了该酵母的非同源重组（NHEJ）能力，显著提升了其同源重组（HR）的能力，为后续在解脂耶氏酵母中异源合成(-)-α-红没药醇奠定了分子操作基础。

非传统的产油酵母解脂耶氏酵母正迅速成为生产各种脂类和非脂类化学产品的宝贵宿主。尽管这种生物独特的基因构成了一些挑战，许多新的代谢工程工具已经出现，以促进改进这一宿主的基因操作。基于先天代谢能力、新型合成工具和工程实例，为脂多糖作为一种重要的代谢工程宿主奠定了基础。该酵母的脂质积累表型代谢，通过酰基辅酶a前体的高通量和TCA循环为相关外源途径的表达提供了良好的代谢环境。这些特性使得解脂耶氏酵母能够成功地用于天然和非天然脂质、有机酸、糖和乙酰辅酶a衍生产品的生产。最后，这种宿主具有独特的代谢途径，能够在包括废物在内的各种碳源上生长。碳源的扩展，以及这里所强调的工具的改进，使得这种非传统的生物能够作为有价值的化学品和燃料的细胞工厂。

为了实现这一想法，我们暂时需要考虑的是以下几步：

（1）密码子优化后的(-)-α-红没药醇合成酶编码基因OptBBS的导入及表达

（2）对MVA途径限速酶HMG-CoA还原酶N末端截短500个氨基酸后的编码基因tHMG的过表达

（3）对法尼基焦磷酸合成酶编码基因ERG20的过表达

参考：