【科学网 刘万生 通讯员宁思阳报道】7月20日，由中科院大连化物所赵宗保研究员带领的生物质高效转化研究团队，在植物源萜类化合物的合成生物学研究方向取得新进展，相关结果在线发表于美国《国家科学院院刊》（http://www.pnas.org/content/110/29/12108.full）。

 

植物源萜类化合物具有广泛生物活性，依赖植物体的传统生产方式是目前推广应用的瓶颈之一。为改变这一现实，研究人员采用合成生物学策略，创制微生物“细胞工厂”，为植物源萜类化合物降低成本、并持续供给先进技术。研究人员发现，丹参酮为我国传统中药丹参的主要脂溶性活性成分，属于松香烷类去甲二萜化合物。赵宗保研究团队与中医科学院中药资源中心黄璐琦研究员课题组合作，前期构建了高产丹参酮合成前体次丹参酮二烯的酵母工程菌株(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(6): 3234)。中药资源中心及合作者利用比较转录组学技术鉴定了14个与丹参酮积累相关的细胞色素氧化酶P450基因，并通过基因表达和体外酶活性筛选，发现CYP76AH1催化转化次丹参酮二烯生成铁锈醇。赵宗保率领科研人员利用前期建立的“模块途径工程策略”快速组装代谢途径，构建酵母工程菌，优化前体供给、细胞色素还原酶匹配和宿主选择等因素，摇瓶培养条件下铁锈醇产量达到10 mg/L。此外，美国Iowa State University的Reuben J. Peters教授课题组，利用植物发状根培养和C-13同位素标记技术，确定了次丹参酮二烯在丹参酮生物合成中的作用。本研究为丹参酮相关P450基因发掘、生物合成途径解析和微生物生产奠定了基础。

 

该研究得到了国家自然科学基金委，国家重点基础研究发展计划（973）项目和中科院大连化物所所科研创新基金的资助。