出芽酵母における2-フェニルエタノール産生のためのスチレン由来の経路の利用

2-フェニルエタノール（2-PE）は重要な風味成分であり、食品、化粧品、および医薬品の分野に広く適用されています。Saccharomyces cerevisiaeは、Ehrlich経路を介して2-PEを自然に合成する能力を持っていますが、高力力の2-PEのde novo合成は依然として大きな課題です。この研究では、非ネイティブスチレン分解経路がS. cerevisiaeに導入されました。L-フェニルアラニン（L-PHE）過剰生産で設計された宿主株を使用して、内因性のエールリッヒ経路と組み合わせた異種2-PE経路は、233 mg/L 2-PEのシェイクフラスコの下で233 mg/L 2-PEを生成しました。さらに、細胞内L-PHEの可用性を改善するために透過輸送体をさらに設計し、2-PE力価をさらに680 mg/Lに改善しました。まとめると、私たちの作品は、S。cerevisiaeの「スチレン由来」経路を探求する先駆的な報告の1つを表しています。ここで説明する合成酵母は、次世代の高2-PE酵母株の将来の発達のためのプラットフォームとして使用される可能性があります。膜関連のスチレンオキシドイソメーゼは酵母で機能していました。•トランスポーターエンジニアリングは、2-フェニルエタノール生成を強化したL-フェニルアラニンの輸入を改善しました。

2-Phenylethanol (2-PE) is an important flavor ingredient and is widely applied in the fields of food, cosmetics, and pharmaceuticals. Despite that Saccharomyces cerevisiae has the ability to naturally synthesize 2-PE via the Ehrlich pathway, de novo synthesis of 2-PE in high titer still remains a huge challenge. In this study, a non-native styrene degradation pathway was introduced into S. cerevisiae, which represents the first time to demonstrate the functional expression of "styrene-derived" 2-PE synthesis in yeast. Using a host strain engineered with L-phenylalanine (L-Phe) overproduction, the heterologous 2-PE pathway coupled with endogenous Ehrlich pathway produced 233 mg/L 2-PE under shake flasks. Additionally, we further engineered the permease transporters to improve the intracellular L-Phe availability, and further improved the 2-PE titer to 680 mg/L. Taken together, our work represents one of the pioneering reports to explore "styrene-derived" pathway in S. cerevisiae. The synthetic yeast described here might be used as a platform for the future development of next-generation high-yielding 2-PE yeast strains.Key Points• A styrene-derived pathway was established in yeast for 2-phenylethanol productions; membrane-associated styrene oxide isomerase was functional in yeast.• Transporter engineering to improve the L-phenylalanine importation with enhanced 2-phenylethanol productions.