在细胞内积累油脂超过细胞干重20%的微生物称为产油微生物,常见的多是细菌、酵母、霉菌和微藻,它们生产的油脂被称为微生物油脂。微生物油脂富含多不饱和脂肪酸,例如γ-亚麻酸（GLA）、花生四烯酸（ARA）、二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）,能促进人体健康,被称为功能性油脂,另一方面,微生物油脂与动植物油的脂肪酸组成高度相似,是生物柴油的潜在来源。产油丝状真菌卷枝毛霉的细胞内有大量的油脂,其中含有大量的具有保健作用的GLA,赋予它较高的经济价值,是世界上首次被用来商业化生产微生物油脂的菌株。卷枝毛霉的遗传背景明确,基因操作工具完善,在脂质积累方面,利用过表达、基因沉默或敲除调控基因表达的方法更加成熟方便,使其已经成为研究丝状真菌脂质积累机制的模式生物。硫酯酶（Thioesterase,TE）是脂质积累和代谢过程中的一个关键角色,它广泛存在于原核和真核生物中,能水解多种底物中的硫酯键,是多种产物的重要加工者,被众多科研工作者青睐用于遗传改造以构建高产微生物油脂的细胞工厂。本研究将对卷枝毛霉WJ11的硫酯酶进行整体分析,探索其在卷枝毛霉油脂积累过程中的作用。根据催化底物的特异性,硫酯酶被广泛分类为25个TE家族,本课题从卷枝毛霉WJ11的基因组中找到了6个不同的硫酯酶基因,通过硫酯酶的氨基酸序列比对、进化树分析等发现WJ11中的硫酯酶分别是四个家族的成员:其中3个属于TE4家族,将其分别命名为TE4a,TE4b,TE4c,另外3个分别属于TE6、TE20和TE21家族,并以此命名。根据其分类可初步判断TE4a-c和TE6是酰基-辅酶A硫酯酶,TE20是十六烷酰基-蛋白硫酯酶,TE21是酰基-蛋白硫酯酶,它们在脂质合成与代谢中分别具有独特的功能。将卷枝毛霉菌株Mc2075（回补了WJ11尿嘧啶缺陷基因的菌株）在1.5 L发酵罐中发酵培养,监测了其对碳源、氮源的消耗情况,测定细胞内脂质含量和6种硫酯酶的转录水平,发现在脂质快速合成时期,te4b与te4c的表达量比较高,在脂质稳定积累期,te4c、te6与te20的仍活跃表达,这表明它们可能在脂质合成与代谢的不同时期起到不同的作用。为进一步研究硫酯酶在卷枝毛霉油脂合成与代谢过程中的作用,通过同源重组技术分别过表达了这6种硫酯酶的基因,经过颜色筛选和PCR验证最终各保留了两个转化子。将这些转化子在摇瓶中发酵培养,测定其生物量和TFA（Total fatty acid,TFA）含量,发现硫酯酶过表达均提高了细胞内的TFA含量。挑选出TFA含量较高的转化子在1.5 L发酵罐中进行了发酵,考察了硫酯酶过表达菌株对碳源、氮源的消耗情况,并测定了其生物量、TFA含量与组成,发现过表达菌株的生长状况与对照菌株差异不大,但几乎所有过表达菌株的TFA含量都提高了,除TE6以外TFA含量均提高了16%至34%,TFA含量最高的是Mc TE20-2,达到细胞干重的34.7%。在脂肪酸组成上,除Mc TE21-1以外,其余脂肪酸组成均发生了变化,Mc TE4a-1与Mc TEb-2提高了C18系不饱和脂肪酸的含量,Mc TE4a-1、Mc TE4c-2、Mc TE6-2和Mc TE20-2提高了脂肪酸中C16:0的含量等等。利用薄层层析色谱对菌株的脂肪酸成分进行了分析,所有转化子的脂质中三酰甘油和单酰甘油的比例都相对减少,游离脂肪酸的比例相对提高到对照菌株Mc2075的1.3倍至2.1倍,其中游离脂肪酸产量最多的是Mc TE6-2,占总脂质的29.1%。卷枝毛霉总是倾向于将细胞内的油脂以甘油三酯的形式储存起来,硫酯酶的功能更像是一个“货物分拣站”,它水解结合在一起的酯酰基-辅酶A/酰基载体蛋白/蛋白质/谷胱甘肽中的硫酯键,释放游离的脂肪酸和载体基团使它们分别进入下游反应中,其中游离的脂肪酸保存在细胞内或经过酯酰化反应合成甘油二酯或甘油三酯储存在细胞内。本课题将卷枝毛霉WJ11中的内源硫酯酶进行了分类并探讨了它们的功能,拓宽了对卷枝毛霉WJ11脂质合成与代谢通路中关键酶的研究,丰富了硫酯酶家族的基因库,为以后对卷枝毛霉的研究提供了理论基础。硫酯酶为特异性生产某种脂肪酸产物提供了可能,为构建卷枝毛霉细胞工厂提供了进一步的理论基础。