ournal of Biotechnology (IF=3.307) 2021-6-4

韩国首尔大学研究生学院生物技术系 金勇苏课题组

莱茵衣藻被认为是植物和光合作用研究领域的模式生物，因为在代谢方面存在许多共性，以及较快的生长速率可以加速试验进程。此外，莱茵衣藻也用于代谢工程和合成生物学研究领域，开发生物能源和生产高价值化合物方面的潜能。在此，我们报道一种莱茵衣藻的突变体，cia5，它缺失碳浓缩机制。在通气条件下培养该突变体可大量累积乙醇酸，而乙醇酸是一种高价值化妆品原料。为揭示cia5累积乙醇酸的代谢机制，我们采用气相色谱（GC）和质谱（MS）技术，比较了突变体与野生型（cc125）的胞内和胞外的代谢组。我们发现，在混合营养模式下，30 h时，突变体和野生型的胞内和胞外组分差别不大。然而，藻细胞进入光自养阶段（96-120 h），突变体的胞内和胞外组分较野生型产生了显著地差异。与野生型相比，在突变体中，与光呼吸途径相关的组分显著增加，包括乙醇酸、乙醛酸、甘氨酸和丝氨酸。在光呼吸途径中，乙醇酸代谢为乙醛酸和甘氨酸，线粒体中甘氨酸转化为丝氨酸，最终生成了NH3和CO2。这一结果表明，若过表达CIA5，可促进藻的光呼吸作用。因为该突变体缺少碳浓缩机制，藻细胞可能拥有无效或不完全的光呼吸途径，乙醇酸在碳浓缩机制不工作的时候大量累积。可以预见，研究光呼吸途径的控制机制可以利用突变体来生产乙醇酸；或者构建旁路用于乙醇酸的代谢。

原文及链接：Glycolate production by a Chlamydomonas reinhardtii mutant lacking carbon-concentrating mechanism 

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168165621001474?via%3Dihub