近日，我所合成微生物学研究组（1823组）周雍进研究员团队在天然产物萜类合成生物学研究中取得新进展。该团队在酿酒酵母中构建并优化二萜香紫苏醇生物合成途径，通过全局调控中心代谢途径，实现了香紫苏醇的高效合成。
龙涎香是重要名贵高级香料，其实质是抹香鲸肠内分泌物的干燥品。近年来，研究发现以植物香紫苏中二萜化合物香紫苏醇为原料，可以合成龙涎香的组分之一龙涎香醚。同时，香紫苏醇本身是一种天然植物香料，在医药和农药上也具有重要的生物活性。目前，香紫苏醇获取方法主要是从香紫苏中提取，由于植物成分复杂，分离纯化困难，培育种植受地理、气候等因素影响，制约了香紫苏醇的稳定供应。构建微生物细胞工厂，通过引入异源萜类合成途径并改造内源代谢途径，有望实现高值萜类化合物高效合成。
本研究以酿酒酵母为细胞工厂，系统改造其中心代谢，实现了以葡萄糖为原料高效合成香紫苏醇，产量达到11.4g/L，为目前已有报道的二萜类最高产量。此外，为了节省细胞催化剂构建流程，本研究发展了代谢切换策略，将前期构建的高产脂肪酸菌株Y&Z036（Cell，2018）快速切换为香紫苏醇合成细胞工厂，节约了18个基因操作步骤，缩短了细胞工厂的构建时间。本研究还借助转录组学和代谢流分析技术，揭示了二萜高效合成菌株的代谢流调控规律，为构建高效萜类合成细胞工程提供了理论指导。
相关工作以“Engineering yeast for high-level production of diterpenoid sclareol”为题，于近日发表在《代谢工程》（Metabolic Engineering）上。该工作的第一作者是我所1823组已出站博士后曹选。该工作得到国家自然科学基金、中国中医科学院中央本级重大增减支项目等资助。（文/图 曹选）
