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真核細胞中，脂質、甾醇和類胡蘿卜素等重要代謝物的合成均依賴有限的前體資源。如何在相互關聯且存在競爭關系的代謝通路間實現協調平衡，是生命科學和生物制造領域亟待解決的關鍵科學問題。

中國科學院青島生物能源與過程研究所研究團隊，在紅法夫酵母中鑒定出一個保守型E3泛素連接酶PTR1。研究發現其是協調多條乙酰輔酶A關聯代謝通路的關鍵節點。PTR1缺失后，細胞代謝網絡發生系統性重編程：蝦青素產量提升至野生型的3倍，甾醇含量顯著增加，脂質組成則向多不飽和方向轉變。進一步研究表明，PTR1通過與白領蛋白復合體形成反饋調控回路，維持細胞代謝穩態。

該研究揭示了蛋白泛素化在協調相互關聯生物合成通路中的重要作用，深化了對真核細胞代謝網絡調控機制的認識，也提示這一調控模式可能具有跨物種的普遍意義，為高值天然產物、甾醇和不飽和脂肪酸的生物制造提供了新的理論基礎與工程靶點。

相關研究成果發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和中國科學院戰略性先導科技專項的支持。

論文鏈接

PTR1調控類胡蘿卜素、甾醇和脂質代謝的模型