我所實現高效生物合成抗腫瘤藥物β欖香烯

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　　近日，我所生物技術研究部合成微生物學研究組（1823組）周雍進研究員團隊在抗腫瘤藥物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化倍半萜β-欖香烯生物合成途徑，通過全局調控中心代謝途徑，實現了β-欖香烯的高效合成。

　　倍半萜類化合物β-欖香烯是從我國傳統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，大連市醫藥科學研究所與大連醫學院（現大連醫科大學）聯合我所申請國家“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，植物培養周期長，受環境影響大，且提取物中含有多種同分異構體，嚴重制約了β-欖香烯的穩定供應。因此，亟需開發新型且高效的β-欖香烯生產方式。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源代謝途徑，有望實現高價值萜類化合物的高效合成。

　　多形漢遜酵母具有生長速度快，底物譜廣泛，耐高溫等諸多優良性能，是構建微生物細胞工廠的優良底盤細胞。本研究以多形漢遜酵母為宿主，通過酶篩選與優化表達，實現了β-欖香烯生物合成；進一步優化甲羥戊酸途徑，以及改造中心代謝增強前體和輔因子供給，產量提升2.65倍；最終，工程菌株搖瓶補料發酵合成β-欖香烯達4.7 g/L，為目前報道微生物合成的最高產量。

　　該工作以“Global metabolic rewiring of the nonconventional yeast Ogataea polymorpha for biosynthesis of the sesquiterpenoid β-elemene”為題，發表在《代謝工程》（Metabolic Engineering）上。該工作第一作者是我所1823組博士研究生葉敏。該工作得到國家重點研發計劃、我所創新基金等項目的資助。（文/圖 葉敏）

　　文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.ymben.2023.02.008