中药学院钱子刚、李国栋科研团队在金铁锁合成生物学研究中取得进展
发布日期:2021-08-03 浏览次数:
云中讯(通讯员 马晓惠)在国家自然科学基金、云南省科技厅中医联合专项重点项目等资助下,云南中医药大学中药学院钱子刚、李国栋团队和中科院天津工业生物所张学礼、戴住波课题组合作在金铁锁合成生物学研究中取得重要进展,研究成果以“De Novo Biosynthesis of the Oleanane-Type Triterpenoids of Tunicosaponins in Yeast”为题,于近日在线发表于一区期刊《ACS Synthetic Biology》。
合成生物学为植物来源高价值天然产物的生产提供了新的策略,并已成功用于青蒿酸、丹参酮和人参皂苷等多种天然产物的生产,而天然产物生物合成途径的解析是在微生物细胞中生产这些天然产物的前提。金铁锁皂苷为云南白药重要组方药金铁锁的活性成分,具有镇痛、抗炎和免疫调节等多重活性。金铁锁皂苷作为齐墩果烷型五环三萜,β-香树脂醇为其前体,β-香树脂醇在CYP的作用下氧化生成其苷元,然而,金铁锁中氧化β-香树脂醇生成金铁锁皂苷元的CYP尚不清楚(图1)。本研究在金铁锁转录组文库构建的基础上,利用合成生物学的研究手段确定了2个参与金铁锁皂苷生物合成的CYP基因,CYP716A262 (CYP091)和CYP72A567 (CYP099)。将CYP716A262和CYP72A567转化底盘菌BY-bAS,在酵母中重构了金铁锁皂苷元生物合成途径,获得的工程菌在5 L的生物反应器中生产的丝石竹皂苷元和皂皮酸的产量分别达到了146.84和314.01 mg/L(图2)。该研究用于阐明复杂代谢途径的合成生物学平台和微生物细胞工厂为重要天然产物提供替代来源,有助于保护濒危野生植物资源。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.1c00065。
图1 金铁锁中金铁锁皂苷预测生物合成途径
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