來(lái)源：《中國(guó)科學(xué)報(bào)》第4版? 綜合
發(fā)布時(shí)間：2024-01-17?
本報(bào)訊（見(jiàn)習(xí)記者孫丹寧）中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員周雍進(jìn)團(tuán)隊(duì)以釀酒酵母為宿主，通過(guò)強(qiáng)化和平衡生物合成途徑、提高限速步驟異戊烯基化的轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)了黃腐醇（又名黃腐酚）異源生物合成。相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《自然-通訊》。
黃腐醇是一種異戊烯基化的黃酮類(lèi)化合物，來(lái)源于啤酒花，在工業(yè)上主要應(yīng)用于啤酒釀造。該化合物不僅能改善啤酒風(fēng)味，還具有多種生物活性，如預(yù)防癌癥、抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等作用。目前，黃腐醇主要從啤酒花中提取，由于植物培育受地理、氣候等因素影響，植物中的黃腐醇含量低且分離純化困難、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，導(dǎo)致釀造過(guò)程中黃腐醇損失率達(dá)80%至90%，急需發(fā)展其他生產(chǎn)路線(xiàn)供應(yīng)黃腐醇。
利用微生物細(xì)胞工廠(chǎng)，通過(guò)引入異源黃腐醇合成途徑并改造和平衡內(nèi)源代謝途徑，有望實(shí)現(xiàn)黃腐醇的生物合成。釀酒酵母被廣泛應(yīng)用于食品釀造，具有極強(qiáng)的可塑性、魯棒性和安全性，逐漸成為天然產(chǎn)物生物合成的主要平臺(tái)之一。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)模塊化工程、提高前體供應(yīng)、構(gòu)建融合蛋白等策略，強(qiáng)化和平衡3個(gè)平行途徑的代謝流，通過(guò)限速酶篩選、酶工程和過(guò)氧化物酶體區(qū)域化等策略，提高限速步驟異戊烯基化的轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)了黃腐醇的關(guān)鍵前體脫甲基黃腐醇的生物合成，其生物合成效率提高了83倍，產(chǎn)量達(dá)到4毫克/升。接著，團(tuán)隊(duì)利用表達(dá)甲基轉(zhuǎn)移酶獲得了142微克/升的黃腐醇。
該研究為復(fù)雜活性天然產(chǎn)物的高效合成提供了理論指導(dǎo)，有望為天然產(chǎn)物新資源開(kāi)發(fā)和可持續(xù)利用提供保障。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-44654-5
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