华东理工大学教授蔡孟浩团队基于毕赤酵母内源性转录调控元件的重编程，建立了一个基于葡萄糖等安全碳源的食品蛋白高效生产平台ESPRIT，表达能力可超过商业化甲醇依赖型系统，为大宗食品蛋白及其他重组蛋白的安全、可持续生产提供了一种新型表达平台。相关研究成果近日发表于《代谢工程》。

随着全球人口增长与气候变化冲击，传统畜牧业蛋白生产模式已难以完全满足不断增长的蛋白质需求。微生物重组表达食品蛋白和发酵生产是一种重要的候选路径。巴斯德毕赤酵母具有成熟的表达体系和良好的工业化基础，是生产大宗食品蛋白的理想底盘。目前，商业化系统主要为甲醇依赖型高表达系统，但甲醇毒性、易燃性、高耗氧及高产热特性限制了其在食品蛋白生产中的应用。现有内源无甲醇策略的能力仍有限，而基于外源调控元件的人工系统虽可提高蛋白表达水平，却面临更严格的安全性评价要求和监管约束，大幅延长审批周期、增加合规成本。

研究团队对毕赤酵母内源转录调控系统进行重构，通过内源核心启动子元件筛选以及启动子上游调控序列的迭代改造与精简，得到合成型启动子PAA13-t13，其活性是传统甲醇诱导强启动子P_AOX1的3.4倍，序列长度缩短57%，在关键转录激活因子驱动下实现葡萄糖、甘油和乙醇条件下的高水平表达。研究团队进一步筛选并系统重构转录因子，获得了激活能力增强且对细胞生长影响减弱的合成型转录因子。

基于ESPRIT系统，研究团队构建的转录因子在葡萄糖条件下的表达水平分别达到商业化系统中甲醇诱导型PAOX1的6.8倍、组成型PGAP的10.1倍。在生物反应器中，以葡萄糖为碳源生产β-乳球蛋白和巴西甜蛋白，产量分别达到5.14 g/L和1.95 g/L，较商业化甲醇依赖型PAOX1系统分别提高至3.0倍和1.9倍。

毕赤酵母全内源转录元件重编程构建ESPRIT系统。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2026.102555