近日，赵宗保研究员领导的生物质高效转化研究组（1816组）在植物源萜类化合物的合成生物学研究方向再次取得重要进展，相关结果在线发表于《美国国家科学院院刊》（http://www.pnas.org/content/110/29/12108.full）。

植物源萜类化合物具有广泛生物活性，但依赖植物体的传统生产方式是推广应用的瓶颈之一。采用合成生物学策略，创制微生物“细胞工厂”，有望为植物源萜类化合物低成本、可持续供给提供先进技术。丹参酮为我国传统中药丹参的主要脂溶性活性成分，属于松香烷类去甲二萜化合物。我所1816组与中医科学院中药资源中心黄璐琦研究员课题组合作，前期构建了高产丹参酮合成前体次丹参酮二烯的酵母工程菌株(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(6): 3234)。中药资源中心及合作者利用比较转录组学技术鉴定了14个与丹参酮积累相关的细胞色素氧化酶P450基因，并通过基因表达和体外酶活性筛选，发现CYP76AH1催化转化次丹参酮二烯生成铁锈醇。我所科研人员利用前期建立的“模块途径工程策略”快速组装代谢途径，构建酵母工程菌，优化前体供给、细胞色素还原酶匹配和宿主选择等因素，摇瓶培养条件下铁锈醇产量达到10 mg/L。此外，美国Iowa State University的Reuben J. Peters教授课题组，利用植物发状根培养和C-13同位素标记技术，确定了次丹参酮二烯在丹参酮生物合成中的作用。本研究为丹参酮相关P450基因发掘、生物合成途径解析和微生物生产奠定了基础。