近日，中科院大連化學(xué)物理研究所趙宗保研究員領(lǐng)導(dǎo)的生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化研究組（1816組）在植物源萜類(lèi)化合物的合成生物學(xué)研究方向再次取得重要進(jìn)展，相關(guān)結(jié)果在線發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（http://www.pnas.org/content/110/29/12108.full）。
植物源萜類(lèi)化合物具有廣泛生物活性，但依賴(lài)植物體的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式是推廣應(yīng)用的瓶頸之一。采用合成生物學(xué)策略，創(chuàng)制微生物“細(xì)胞工廠”，有望為植物源萜類(lèi)化合物低成本、可持續(xù)供給提供先進(jìn)技術(shù)。丹參酮為我國(guó)傳統(tǒng)中藥丹參的主要脂溶性活性成分，屬于松香烷類(lèi)去甲二萜化合物。該研究組與中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心黃璐琦研究員課題組合作，前期構(gòu)建了高產(chǎn)丹參酮合成前體次丹參酮二烯的酵母工程菌株(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134(6): 3234)。中藥資源中心及合作者利用比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)鑒定了14個(gè)與丹參酮積累相關(guān)的細(xì)胞色素氧化酶P450基因，并通過(guò)基因表達(dá)和體外酶活性篩選，發(fā)現(xiàn)CYP76AH1催化轉(zhuǎn)化次丹參酮二烯生成鐵銹醇?？蒲腥藛T利用前期建立的“模塊途徑工程策略”快速組裝代謝途徑，構(gòu)建酵母工程菌，優(yōu)化前體供給、細(xì)胞色素還原酶匹配和宿主選擇等因素，搖瓶培養(yǎng)條件下鐵銹醇產(chǎn)量達(dá)到10 mg/L。此外，美國(guó)Iowa State University的Reuben J. Peters教授課題組，利用植物發(fā)狀根培養(yǎng)和C-13同位素標(biāo)記技術(shù)，確定了次丹參酮二烯在丹參酮生物合成中的作用。本研究為丹參酮相關(guān)P450基因發(fā)掘、生物合成途徑解析和微生物生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委，國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目和大連化物所科研創(chuàng)新基金的資助。
