《釀酒酵母合成靈芝酸類似物的研究》是依託上海交通大學，由肖晗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：釀酒酵母合成靈芝酸類似物的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：肖晗
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
靈芝酸是高等真菌靈芝特有的三萜類次級代謝產物，具有良好抗腫瘤等重要生物活性。靈芝酸類似物作為合成靈芝酸的前體，是靈芝酸骨架羊毛甾醇經後修飾得到的化合物。鑒於高等真菌靈芝的遺傳操作困難，利用合成生物學手段在異源宿主中實現靈芝酸類似物的合成，進而發現靈芝酸生物合成途徑關鍵元件，這些無疑是十分重要的。確定催化羊毛甾醇生成靈芝酸類似物的細胞色素P450酶， 是異源合成靈芝酸的關鍵一步。 作為合成生物學常用的宿主，釀酒酵母自身能合成羊毛甾醇且適合表達真核來源的細胞色素P450酶。本研究擬以釀酒酵母為宿主，表達靈芝來源的細胞色素P450酶的候選基因，構建釀酒酵母異源合成靈芝酸類似物的代謝通路。預期取得的結果將為靈芝酸生物合成途徑的完整解析奠定基礎，所發現的催化元件、代謝途徑及有關催化機制還將為其它萜類化合物的合成生物學研究提供有益借鑑。
結題摘要
靈芝酸是具有良好抗腫瘤活性的三萜類化合物，是高等真菌靈芝特有的次級代謝產物。找到催化羊毛甾醇生成靈芝酸類似物的CYP450酶，是合成靈芝酸最關鍵的一步。本項目以遺傳背景清楚、分子操作技術成熟、能天然合成靈芝酸前體——麥角固醇的釀酒酵母為宿主,從已報導的219個靈芝CYP基因中優先選擇了72個可能參與靈芝酸生物合成的候選元件，發現CYP5150L8能催化羊毛甾醇第26位碳的三步連續氧化生成靈芝酸3-hydroxy-lanosta-8, 24-dien-26-oic acid (HLDOA)。最終，釀酒酵母工程菌發酵生產HLDOA產量為14.5 mg/L。此外，我們還發現在釀酒酵母中過表達CYP505D13能生產角鯊烯型三萜。通過對工程菌株的大規模發酵、產物分離純化和核磁分析，我們鑑定了其中三個主要化合物的結構。它們分別是兩個新發現的4,8-dihydroxy-22,23-oxidosqualene (ST-1), 8-hydroxy-2,3;22,23-squalene dioxide (ST-2)和一個已知的2,3; 22,23-squalene dioxide (ST-3)。本研究發現的關鍵催化元件，不僅有助於解析靈芝酸合成生物機制，而且對靈芝酸以及其它三萜類化合物的高效生物合成提供有益借鑑。
