我國學者在苯乙醇苷全生物合成研究方面取得進展

圖 管花肉蓯蓉松果菊苷全生物合成途徑

　　在國家自然科學基金項目（批準號：81402809、82173922、81773832）等資助下，北京大學屠鵬飛教授團隊和北京中醫藥大學劉曉研究員、史社坡研究員、李軍研究員團隊在瀕危中藥肉蓯蓉主要藥效成分苯乙醇苷全生物合成研究方面取得重要進展。相關成果以“管花肉蓯蓉中松果菊苷全生物合成途徑解析及苯乙醇苷類化合物的從頭生物合成” (Complete pathway elucidation of echinacoside in Cistanche tubulosa and de novo biosynthesis of phenylethanoid glycosides) 為題，于2025年1月21日在線發表在《自然·通訊》 (Nature Communications) 期刊。論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56243-9。

　　肉蓯蓉為沙生寄生植物，野生資源瀕臨枯竭，被列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約（CITES）》附錄Ⅱ。以松果菊苷為代表的苯乙醇苷類化合物為肉蓯蓉主要藥效成分，具有改善性功能、提高學習記憶能力、防治神經退行性疾病等生物活性。由于傳統的提取分離或化學合成成本很高，嚴重限制了松果菊苷的深入研究和開發利用。利用合成生物學策略實現活性天然產物生物合成途徑的異源重構，已成為突破珍稀瀕危中藥材關鍵活性成分來源難題的有效途徑。

　　該研究以松果菊苷為目標，成功完成了14條相關基因的克隆鑒定，揭示了由酪氨酸起始至松果菊苷的全生物合成途徑，明晰了肉蓯蓉體內兩條與酪醇生物合成相關的路徑，并鑒定了酪醇后修飾階段裝配生成松果菊苷相關的糖基轉移酶、酰基轉移酶及P450羥化酶。進一步在煙草中重構該合成途徑，在不添加任何外源前體的情況下，成功實現了紅景天苷、桂葉苷A、桂葉苷B、syringalide A，syringalide A-3′-rhamnoside 等5個已知和18個新穎苯乙醇苷的異源從頭合成（圖）。

　　此項研究為其它苯乙醇苷類化合物生物合成途徑的解析提供了重要啟示，為復雜結構苯乙醇苷類化合物的異源合成提供了理想的基因元件，還為肉蓯蓉優良品種選育及苯乙醇苷類創新藥物研發奠定了堅實的基礎，具有重要的科學價值和應用前景。