中科院大连化物所实现高效生物合成抗肿瘤药物β-榄香烯

近日，中科院大连化物所生物技术研究部合成微生物学研究组（1823组）周雍进研究员团队在抗肿瘤药物β-榄香烯高效生物合成研究中取得新进展。该团队在多形汉逊酵母中构建并优化倍半萜β-榄香烯生物合成途径，通过全局调控中心代谢途径，实现了β-榄香烯的高效合成。

倍半萜类化合物β-榄香烯是从我国传统中药姜科植物温郁金（温莪术）中分离提取的国家二类抗肿瘤药物，具有广谱的抗肿瘤活性和较低的毒副作用。上世纪80至90年代，大连市医药科学研究所与大连医学院（现大连医科大学）联合中科院大连化物所申请国家“七五”科技攻关计划“重大疾病防治药物β-榄香烯”专题，确定了β-榄香烯的抗癌功效。然而，植物培养周期长，受环境影响大，且提取物中含有多种同分异构体，严重制约了β-榄香烯的稳定供应。因此，亟需开发新型且高效的β-榄香烯生产方式。利用微生物细胞工厂，通过引入异源萜类合成途径并改造内源代谢途径，有望实现高价值萜类化合物的高效合成。

多形汉逊酵母具有生长速度快，底物谱广泛，耐高温等诸多优良性能，是构建微生物细胞工厂的优良底盘细胞。本研究以多形汉逊酵母为宿主，通过酶筛选与优化表达，实现了β-榄香烯生物合成；进一步优化甲羟戊酸途径，以及改造中心代谢增强前体和辅因子供给，产量提升2.65倍；工程菌株摇瓶补料发酵合成β-榄香烯达4.7 g/L，为目前报道微生物合成的较高产量。

该工作以“Global metabolic rewiring of the nonconventional yeast Ogataea polymorpha for biosynthesis of the sesquiterpenoid β-elemene”为题，发表在《代谢工程》（Metabolic Engineering）上。该工作作者是我所1823组博士研究生叶敏。该工作得到国家重点研发计划、中科院大连化物所创新基金等项目的资助。