近日，中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）研究員周雍進團隊在抗腫瘤藥物β-欖香烯高效生物合成研究中取得新進展。該團隊在多形漢遜酵母中構建并優(yōu)化倍半萜β-欖香烯生物合成途徑，通過全局調(diào)控中心代謝途徑，實現(xiàn)了β-欖香烯的高效合成。相關成果發(fā)表在《代謝工程》上，該工作第一作者是大連化物所博士生葉敏。

倍半萜類化合物β-欖香烯是從我國傳統(tǒng)中藥姜科植物溫郁金（溫莪術）中分離提取的國家二類抗腫瘤藥物，具有廣譜的抗腫瘤活性和較低的毒副作用。上世紀80至90年代，大連市醫(yī)藥科學研究所與大連醫(yī)學院（現(xiàn)大連醫(yī)科大學）聯(lián)合大連化物所申請國家“七五”科技攻關計劃“重大疾病防治藥物β-欖香烯”專題，確定了β-欖香烯的抗癌功效。然而，該植物培養(yǎng)周期長，受環(huán)境影響大，且提取物中含有多種同分異構體，嚴重制約了β-欖香烯的穩(wěn)定供應。因此，亟需開發(fā)新型且高效的β-欖香烯生產(chǎn)方式。

利用微生物細胞工廠，通過引入異源萜類合成途徑并改造內(nèi)源代謝途徑，有望實現(xiàn)高價值萜類化合物的高效合成。而多形漢遜酵母具有生長速度快，底物譜廣泛，耐高溫等諸多優(yōu)良性能，是構建微生物細胞工廠的優(yōu)良底盤細胞。

本研究以多形漢遜酵母為宿主，通過酶篩選與優(yōu)化表達，實現(xiàn)了β-欖香烯生物合成。團隊進一步優(yōu)化甲羥戊酸途徑，以及改造中心代謝增強前體和輔因子供給，產(chǎn)量提升了2.65倍。

最終，工程菌株搖瓶補料發(fā)酵合成β-欖香烯達4.7 g/L，為目前報道微生物合成的最高產(chǎn)量。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.02.008

來源：《代謝工程》