丹参中活性物质合成成功

丹参是传统中药,已有数千年药用历史。丹参酮是丹参中主要脂溶性活性成分,具有显著的抗感染、抗炎、抗肿瘤等药理作用。通过研究,黄璐琦所在的课题组,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,并通过基因表达和体外酶活性筛选,催化转化次丹参酮二烯生成铁锈醇。
 
利用前期建立的快速组装代谢途径,科研人员通过一系列措施,使得摇瓶培养条件下铁锈醇产量达到10毫克/升。
 
“黄璐琦的文章报道了丹参酮生物合成途径一个新的关键酶,为全面了解丹参酮合成的途径奠定了基础,也为将来通过微生物发酵生产丹参有效成分提供了重要元件。”陈晓亚评价说。
 
但是,上述研究能否进一步被推广到所有中药材研制方面呢?
 
对此,黄璐琦向《中国科学报》记者介绍,虽然这项工作是基于丹参有效成分的研究成果,但应该说,大多数有效成分都可以用这样的方法来做,“难度肯定有,每种有效成分的生物合成途径是不一样的,参与的基因也各有不同,所以先要对基因进行研究,对生物合成途径进行解析,然后再通过微生物‘细胞工厂’来生产中药有效成分”。
 
黄璐琦表示,如果这项研究成果能够被推广到其他中药材上,则意味着人们可以利用细菌、酵母等微生物直接生产中药有效成分,“像在工厂生产抗生素一样,该成果将可以缩短中药生产周期、提高生产效率且降低生产成本”。
 
据了解,用微生物合成、生产中药有效成分,是当前合成生物学的热点之一,目前国外也有相关研究,但主要集中于研究青蒿素和紫杉醇。例如,美国工程院院士Keasling生产的青蒿素,已经得到世界卫生组织的认可和批准。
 
而国内的研究对象则主要集中于丹参和人参两种。杨胜利向《中国科学报》记者介绍,目前相关研究仍有一些技术瓶颈有待突破,预计在五年内这些研究成果将进入转化和应用研究。

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美国科学院院报(PNAS)

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