エルゴステロール生合成経路の遺伝子の過剰発現は、Saccharomyces cerevisiaeのステロールの蓄積につながります

Saccharomyces cerevisiaeのスケアレン後エルゴステロール生合成経路の遺伝子は、スクアレン蓄積株から大量のステロールを生成する酵母株を構築する目的で、体系的なアプローチで過剰発現しています。この株は、初期のエルゴステロール経路の主要なボトルネックで切り捨てられたHMG-CoAレダクターゼ（THMG1）を過剰発現することにより、以前に規制緩和されていました。遺伝子ERG1（スクアレンエポキシダーゼ）の過剰発現により、直接基質スクアレンの大幅な減少、ラノステロールの高増加、および後のステロールのわずかな増加が誘発されました。ステロール-14アルファデメチラーゼをコードするERG11遺伝子の過剰発現は、ラノステロールの減少と下流のステロールの増加をもたらしました。これらの2つの遺伝子が同時に過剰発現した場合、後にジモステロールからエルゴステロールまでのステロールが蓄積し、スクアレンの含有量は約3倍減少し、これらのステップがスクアレンのステロールへの変換を制限したことを示しています。この株の総ステロール含有量は、野生型株よりも3倍高かった。

Genes of the post-squalene ergosterol biosynthetic pathway in Saccharomyces cerevisiae have been overexpressed in a systematic approach with the aim to construct yeast strains that produce high amounts of sterols from a squalene-accumulating strain. This strain had previously been deregulated by overexpressing a truncated HMG-CoA reductase (tHMG1) in the main bottleneck of the early ergosterol pathway. The overexpression of the gene ERG1 (squalene epoxidase) induced a significant decrease of the direct substrate squalene, a high increase of lanosterol, and a small increase of later sterols. The overexpression of the ERG11 gene encoding the sterol-14alpha-demethylase resulted in a decrease of lanosterol and an increase of downstream sterols. When these two genes were simultaneously overexpressed, later sterols from zymosterol to ergosterol accumulated and the content of squalene was decreased about three-fold, indicating that these steps had limited the transformation of squalene into sterols. The total sterol content in this strain was three-fold higher than in a wild-type strain.