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燈盞乙素是云南“十大云藥”之一燈盞花的核心藥效成分。近期，云南農(nóng)業(yè)大學(xué)楊生超教授團(tuán)隊和中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所江會鋒研究員團(tuán)隊合作，嘗試在解脂耶氏酵母中生產(chǎn)燈盞花乙素，并解決前期研究中存在的燈盞甲素產(chǎn)量高于燈盞乙素的關(guān)鍵科學(xué)問題，并通過模塊化優(yōu)化、組合篩選不同物種基因、代謝工程改造以及發(fā)酵優(yōu)化，提升燈盞乙素產(chǎn)量。

“以燈盞乙素為主要成分生產(chǎn)的注射用燈盞花素、燈盞細(xì)辛注射液等重要中成藥產(chǎn)品，在治療缺血性腦血管疾病腦栓塞和腦溢血等方面療效顯著?！睏钌淌诮榻B，此前，兩個團(tuán)隊合作，在釀酒酵母底盤細(xì)胞中成功構(gòu)建了燈盞乙素全合成的細(xì)胞工廠，首次實現(xiàn)了燈盞乙素的全合成，燈盞乙素含量達(dá)每升108毫克，初步具備了工業(yè)化生產(chǎn)的潛在能力。相關(guān)研究成果發(fā)表在2018年的《自然·通訊》。

此次研究發(fā)現(xiàn)，燈盞甲素產(chǎn)量高于燈盞乙素，是因為葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶與P450酶F6H競爭底物芹菜素，項目組通過篩選高催化效率的F6H，提高燈盞乙素的產(chǎn)量以及比例。而來自黃芩的工程菌株在產(chǎn)量和比例方面都呈現(xiàn)出最好的催化活性，可在促進(jìn)燈盞乙素產(chǎn)量提高的同時，大幅降低燈盞甲素的比例。

為進(jìn)一步提高燈盞乙素產(chǎn)量，研究團(tuán)隊增加了這種工程菌株中關(guān)鍵酶的拷貝數(shù)，并發(fā)現(xiàn)增加下游基因拷貝數(shù)，對引導(dǎo)碳通量向燈盞乙素的合成至關(guān)重要。他們通過在1.3升發(fā)酵罐中補(bǔ)料并分批發(fā)酵優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞干重最終在118小時達(dá)到每升66.8克，燈盞乙素的產(chǎn)量在118小時達(dá)到每升346毫克，是釀酒酵母中報道的3.2倍，并使燈盞乙素的比例從36.9%提升到80%以上。

此次研究構(gòu)建的解脂耶氏酵母生產(chǎn)燈盞乙素底盤細(xì)胞及所采用的研究策略，對其他天然產(chǎn)物合成底盤細(xì)胞的構(gòu)建具有重要借鑒意義，相關(guān)成果發(fā)表在《合成和系統(tǒng)生物技術(shù)》期刊上。

關(guān)鍵詞： 釀酒酵母 團(tuán)隊合作 相關(guān)研究 催化效率