帝斯曼(DSM)近期公开了一项专利(WO2016094178A1),披露了一种通过解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)生物发酵法合成冷杉醇(abienol)的技术。该技术通过组合表达II类二萜合酶和双功能I/II类冷杉醇合酶,实现了由牛儿基二磷酸(GGPP)到冷杉醇的高效合成。
冷杉醇属于labdanoid型二萜,是香脂冷杉(Abies balsamea)芳香油树脂的主要成分,在香料工业中具有重要价值且价格不菲。在植物中,冷杉醇的合成途径通常涉及两步酶促反应:首先,类异戊二烯途径中的牛儿基二磷酸(GGPP)被II类二萜合酶(class II diterpene synthase, diTPS)催化,生成中间体labda-13-en-8-ol diphosphate(LDPP);随后,I类二萜合酶(如冷杉醇合酶ABS)催化LDPP转化为冷杉醇。
帝斯曼专利中采用的II类二萜合酶来源于烟草(Nicotiana tabacum)或鼠尾草(Salvia sclarea),而双功能I/II类冷杉醇合酶则来源于杉木(Abies spp.)。这种微生物合成方法为冷杉醇的可持续生产提供了新途径,有望降低对天然植物提取的依赖。