編譯：鄧漪恆，胡嘉煒，魏韜（華南農業大學食品學院）
維生素E是人類飲食中必不可少的營養物質，具有清除自由基，抗癌，抗心血管疾病，抗衰老等功能。維生素E包括α，β，γ，δ-生育酚和生育三烯酚。相比於生育酚，生育三烯酚具有更好的保健功能，可作為以α-生育酚為主的維生素E產品的重要補充。
但天然維生素E只存在於光合生物中，且含量低，來源有限，分離難度大，導致生產成本高，而化學合成的維生素E是外消旋的α-生育酚，生物活性較低。
近日，來自浙江大學化學工程與生物工程學院生物質化工教育部重點實驗室的幾位科研人員共同在《Nature Communications》上發表了題為Fermentative production of Vitamin E tocotrienols in Saccharomyces cerevisiae under cold-shock-triggered temperature control（在低溫刺激觸發溫度控制的條件下釀酒酵母中維生素E生育三烯酚的發酵生產）的研究成果，發現了利用釀酒酵母高密度生產維生素E生育三烯酚的方法。
為了使生育三烯酚更容易獲得，科研人員參照光合生物中維生素E的合成途徑，且從植物源酶中適當地截短N端轉運肽，提高了蛋白表達，並結合釀酒酵母內源的莽草酸途徑和甲羥戊酸途徑（MVA），構建了產維生素E的釀酒酵母工程菌株。
三烯醇生物合成途徑的構建釀酒酵母
加強三酚生產的前體供應
通過這一系列操作發現和消除代謝瓶頸和增加前體供應後，該工程酵母可產生高達7.6毫克/克幹細胞重量（DCW）的生育三烯酚。
特別是，為進一步解決細胞生長與生育三烯酚積累之間的矛盾，實現高密度發酵，科研人員設計了冷休克觸發溫度控制系統，對兩段發酵進行了有效控制，生產出了320 mg/L三烯酚。這種控制系統將野生型Gal4蛋白置於溫敏蛋白Gal4M9的控制下，可以在溫度變化時同時調節轉錄激活因子的表達和活性，並確保將溫度改回30°C後連續供應Gal4蛋白。以此方式，可以補償Gal4M9的活性降低，並且可以維持PGAL 驅動的生物合成途徑，而無需維持低發酵溫度。
冷衝擊觸發溫度控制系統的設計釀酒酵母 a基於Gal4M9和野生型Gal4的冷衝擊觸發溫度控制系統設計 b搖瓶培養條件下YS-M5在不同溫度控制體系下的生物量和三烯醇產量。
本方法通過工程酵母的高密度發酵原理，揭示了微生物發酵法生產維生素E的潛力，讓維生素E得以高效便捷的生產多了一種可能，同時也讓工業生產維生素E的成本進一步的降低。
論文連結：
https://www.nature.com/articles/s41467-020-18958-9