创建酿酒酵母细胞工厂高效生产人参皂苷前体达玛烯二醇Ⅱ

作者：王冬; 刘怡; 许骄阳; 王金鹤; 戴住波^*; 张学礼; 黄璐琦

来源：药学学报, 2018, 53(08): 1233-1241.

DOI：10.16438/j.0513-4870.2018-0503

• 人参皂苷
• 达玛烯二醇Ⅱ
• 酿酒酵母
• 合成生物学
• 微生物细胞工厂

人参皂苷是名贵药材西洋参和人参的主要活性成分,其中达玛烯二醇Ⅱ为人参皂苷类成分生物合成途径中的重要中间体。为构建高产人参皂苷前体达玛烯二醇Ⅱ的细胞工厂,本研究在优化过甲羟戊酸途径(MVA途径)工程菌的基础上,通过基因模块组合优化的方法获得能显著提高三萜前体的功能模块C30-M:分别由丹参法尼基焦磷酸合酶(Sm FPS)和拟南芥鲨烯合酶(At SQS2)组成,其鲨烯的含量能达到67.4 mg·g-1,约占细胞干重的6.74%;在进一步工作中,发现来源于拟南芥的2,3-环氧鲨烯合酶(At SQE2)能提高下游中间体羊毛甾醇的产量到47.9 mg·g-1,为对照菌含量的22倍;然后,通过调控达玛烯二醇Ⅱ合酶基因的表达和采用反义RNA技术对麦角固醇合成途径中的ERG7基因进行调控及发酵工艺优化等策略,首次将三萜合成通量提高到10 g·L-1级别,创建出产量能达到15 g·L-1达玛烯二醇Ⅱ的高效酵母细胞工厂,为达玛烷型人参皂苷的产业化合成奠定了坚实的基础。

• 单位
  中国科学院天津工业生物技术研究所; 中国中医科学院