湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院：生物合成香葉木素實(shí)現(xiàn)零的突破

【本刊訊】12月5日，從湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，“柑橘類黃酮生物合成路徑的構(gòu)建-香葉木素的生物合成”項(xiàng)目通過湖南省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)組織的專家組評(píng)議，至此，生物合成香葉木素實(shí)現(xiàn)了零的突破。該項(xiàng)目由該院果蔬加工與質(zhì)量安全創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)單楊研究員領(lǐng)銜，王振博士等科技人員經(jīng)過多年的科研攻關(guān)成功完成。

據(jù)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)介紹，柑橘類黃酮具有較強(qiáng)的生理活性，應(yīng)用前景廣闊，在改善靜脈張力，預(yù)防急性肝損傷，防止肺部纖維化，保護(hù)腎臟缺血再灌注損傷等方面具有較強(qiáng)的生理活性，目前已作為臨床藥物和保健藥品的主要功能成分被大量使用。項(xiàng)目技術(shù)路線分模塊設(shè)計(jì)，利用CRISPR-Cas9、過表達(dá)載體、基因沉默質(zhì)粒等工具構(gòu)建生物合成柑橘類黃酮的工程菌株，通過協(xié)調(diào)能量代謝及糖代謝等代謝流途徑，實(shí)現(xiàn)香葉木素等柑橘類黃酮的高效生物合成?，F(xiàn)階段，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)不同來源總計(jì)44 種可能催化香葉木素生物合成的酶進(jìn)行理化特性、蛋白結(jié)構(gòu)及活性位點(diǎn)等方面的生物信息學(xué)分析，提出香葉木素生物合成過程及機(jī)制的假設(shè)?；谶@些結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)確定了8 種可能催化香葉木素生物合成的酶，構(gòu)建了產(chǎn)香葉木素的工程重組菌株。利用這些重組菌株，研究團(tuán)隊(duì)成功通過飼喂底物的方式完成了香葉木素的生物合成。項(xiàng)目下階段，將使用生物合成的手段對(duì)所合成的香葉木素進(jìn)行糖基化，以實(shí)現(xiàn)地奧司明—— 一種正在大規(guī)模使用的血管保護(hù)類藥物的生物合成。

評(píng)議專家組認(rèn)為該項(xiàng)目針對(duì)柑橘類黃酮生產(chǎn)過程中的實(shí)際問題，運(yùn)用多種新興技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)柑橘類黃酮的高效生物合成?，F(xiàn)有研究成果有望解決香葉木素等柑橘類黃酮實(shí)際生產(chǎn)過程的高污染、高能耗問題，以實(shí)現(xiàn)香葉木素的綠色環(huán)保生物制造，并可取得顯著的環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)目成果已達(dá)同類研究國(guó)際先進(jìn)水平，在香葉木素等柑橘類黃酮綠色合成方面居國(guó)際領(lǐng)先水平。

此外，該項(xiàng)目成果已通過湖南大學(xué)、清華大學(xué)等單位的試驗(yàn)驗(yàn)證與重現(xiàn)，以及中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技文獻(xiàn)信息中心的科技查新，證明了該成果的可靠性與創(chuàng)新性。