产印楝素前体tirucalla-7,24-dien-3β-ol的酿酒酵母细胞工厂构建

作者：刘佳柔; 苏新堯; 刘金龙; 王彩霞^*

来源：中国中药杂志, 2021, 46(19): 4959-4968.

DOI：10.19540/j.cnki.cjcmm.20210720.101

• 氧化鲨烯环化酶
• tirucalla-7,24-dien-3β-ol
• 酿酒酵母

印楝素是从印楝属植物印楝种子中提取的一种高度氧化的柠檬苦素类三萜化合物,是公认无害的植物源杀虫剂。在植物中含量很低,化学合成步骤繁琐,通过生物合成的方式来获取印楝素将对印楝素的商业用途提供很大的帮助,但生物合成途径未知限制了利用合成生物学进行外源合成。该研究在实验室优化过的甲羟戊酸途径(MVA)的代谢流的酿酒酵母菌株中,通过异源表达来自苦楝和印楝中的氧化鲨烯环化酶(OSCs)AiOSC1和MaOSC1基因,验证了上述2个OSC为苦楝素和印楝素合成的三萜骨架化合物。进一步将印楝氧化鲨烯环化酶基因(AiOSC1),连同拟南芥来源鲨烯合酶基因(AtAQS2),以及酿酒酵母来源截短的3-羟基-3-甲基戊二酰单酰辅酶A还原酶基因(PgtHMGR)共同整合到酿酒酵母染色体的delta位点上,构建了高产印楝素合成起始三萜骨架tirucalla-7,24-dien-3β-ol的酵母菌株。进一步将苦楝来源的细胞色素氧化酶基因(MaCYP71BQ5)导入上述高产tirucalla-7,24-dien-3β-ol酵母细胞中,成功在酵母细胞中检测到MaCYP71BQ5的产物。该研究不仅为tirucalla-7,24-dien-3β-ol生物合成奠定了基础,也为后期在酵母中研究印楝素生物合成途径中的细胞色素氧化酶(CYP450)提供了优势底盘菌株。

• 出版日期2021
• 单位中国中医科学院中药研究所; 河北科技大学