隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，食品多樣化慢慢的改變著人們?nèi)藗內(nèi)找尕S富的生活。近日，新消息稱，中科院攜手中醫(yī)科學(xué)院，獲得能同時(shí)合成齊墩果酸、原人參二醇和原人參三醇三種人參基本皂苷元的代“人參酵母”細(xì)胞工廠。
人參皂苷是人參和西洋參等珍稀藥用植物中提取的藥效成分。迄今為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的人參皂苷約有40余種，這類化合物具有相似的基本結(jié)構(gòu)，依苷元架構(gòu)的不同，可分為人參二醇型（PPD）、人參三醇型（PPT）和齊墩果酸型（OA）三類（見圖）。由于野生人參資源已基本耗竭，目前獲得人參皂苷的主要途徑是從人工栽培品種中提取。然而人工栽培人參、西洋參需要4-15年，生產(chǎn)上由于連作障礙和病蟲害的困擾，其品質(zhì)及其生長環(huán)境受到嚴(yán)重限制。人參皂苷類化合物產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)的需求，嚴(yán)重影響了人參的臨床應(yīng)用和人參皂苷類制藥原料中間體的開發(fā)和應(yīng)用，亟待需要提供新的資源途徑。
該項(xiàng)目科研人員前期構(gòu)建出生產(chǎn)人參二醇型皂苷元的酵母人工細(xì)胞。研究中，科研人員通過在釀酒酵母中整合了帶有強(qiáng)啟動(dòng)子的tHMG1,ERG9,ERG1和bAS等關(guān)鍵基因，獲得產(chǎn)齊墩果酸型三萜化合物重要前體β-香樹脂的底盤菌，β-香樹脂產(chǎn)量達(dá)107mg/L.在此底盤菌基礎(chǔ)上，整合了齊墩果酸的功能模塊（OA Module）和原人參二醇-原人參三醇的功能模塊（PPD/PPT module），獲得代“人參酵母”細(xì)胞工廠GY-1.該細(xì)胞工廠能同時(shí)合成齊墩果酸，原人參二醇和原人參三醇三種人參基本皂苷元，產(chǎn)量分別達(dá)21.4,17.2和15.9 mg/L,占總?cè)藚⒃碥赵谋壤謩e為39.3%,31.5%和29.2%.本研究為終獲得生產(chǎn)人參皂苷的酵母細(xì)胞工廠奠定了基礎(chǔ)。
該研究得到國家973,863和自然科學(xué)基金的支持，相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表在Scientific Reports期刊。天津工業(yè)生物所的戴住波博士和天津科技大學(xué)的聯(lián)合培養(yǎng)研究生王貝貝為論文的共同作者。