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    我所實現二萜香紫蘇醇高效生物合成

      近日,我所合成微生物學研究組(1823組)周雍進研究員團隊在天然產物萜類合成生物學研究中取得新進展。該團隊在釀酒酵母中構建并優化二萜香紫蘇醇生物合成途徑,通過全局調控中心代謝途徑,實現了香紫蘇醇的高效合成。

      龍涎香是重要名貴高級香料,其實質是抹香鯨腸內分泌物的干燥品。近年來,研究發現以植物香紫蘇中二萜化合物香紫蘇醇為原料,可以合成龍涎香的組分之一龍涎香醚。同時,香紫蘇醇本身是一種天然植物香料,在醫藥和農藥上也具有重要的生物活性。目前,香紫蘇醇獲取方法主要是從香紫蘇中提取,由于植物成分復雜,分離純化困難,培育種植受地理、氣候等因素影響,制約了香紫蘇醇的穩定供應。構建微生物細胞工廠,通過引入異源萜類合成途徑并改造內源代謝途徑,有望實現高值萜類化合物高效合成。

      本研究以釀酒酵母為細胞工廠,系統改造其中心代謝,實現了以葡萄糖為原料高效合成香紫蘇醇,產量達到11.4g/L,為目前已有報道的二萜類最高產量。此外,為了節省細胞催化劑構建流程,本研究發展了代謝切換策略,將前期構建的高產脂肪酸菌株Y&Z036(Cell,2018)快速切換為香紫蘇醇合成細胞工廠,節約了18個基因操作步驟,縮短了細胞工廠的構建時間。本研究還借助轉錄組學和代謝流分析技術,揭示了二萜高效合成菌株的代謝流調控規律,為構建高效萜類合成細胞工程提供了理論指導。

      相關工作以“Engineering yeast for high-level production of diterpenoid sclareol”為題,于近日發表在《代謝工程》(Metabolic Engineering)上。該工作的第一作者是我所1823組已出站博士后曹選。該工作得到國家自然科學基金、中國中醫科學院中央本級重大增減支項目等資助。(文/圖 曹選)

      論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ymben.2022.11.002

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