大連化物所等在植物源萜類合成生物學研究中取得新進展

　　近日，中科院大連化學物理研究所趙宗保研究員領導的生物質高效轉化研究組(1816組)在植物源萜類化合物的合成生物學研究方向再次取得重要進展，相關結果在線發表于《美國國家科學院院刊》。

　　植物源萜類化合物具有廣泛生物活性，但依賴植物體的傳統生產方式是推廣應用的瓶頸之一。采用合成生物學策略，創制微生物“細胞工廠”，有望為植物源萜類化合物低成本、可持續供給提供先進技術。丹參酮為我國傳統中藥丹參的主要脂溶性活性成分，屬于松香烷類去甲二萜化合物。該研究組與中醫科學院中藥資源中心黃璐琦研究員課題組合作，前期構建了高產丹參酮合成前體次丹參酮二烯的酵母工程菌株(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(6): 3234)。

　　中藥資源中心及合作者利用比較轉錄組學技術鑒定了14個與丹參酮積累相關的細胞色素氧化酶P450基因，并通過基因表達和體外酶活性篩選，發現 CYP76AH1催化轉化次丹參酮二烯生成鐵銹醇。科研人員利用前期建立的“模塊途徑工程策略”快速組裝代謝途徑，構建酵母工程菌，優化前體供給、細胞色素還原酶匹配和宿主選擇等因素，搖瓶培養條件下鐵銹醇產量達到10 mg/L。此外，美國Iowa State University的Reuben J. Peters教授課題組，利用植物發狀根培養和C-13同位素標記技術，確定了次丹參酮二烯在丹參酮生物合成中的作用。本研究為丹參酮相關P450基因發掘、生物合成途徑解析和微生物生產奠定了基礎。

　　該研究得到了國家自然科學基金委，國家重點基礎研究發展計劃(973)項目和大連化物所科研創新基金的資助。

植物源萜類合成生物學研究取得新進展