Nature子刊：利用合成酵母菌群实现了植物木脂素的生物合成

Nature Chemical Biology：De novo biosynthesis of plant lignans by synthetic yeast consortia

中国科学院大连化学物理研究所周雍进教授领导的课题组与海军医科大学的研究人员合作，在酿酒酵母中实现了抗病毒成分木脂素苷的生物合成。

　　

木脂素是一种低分子量的多酚类化合物，具有重要的抗肿瘤和抗病毒特性。然而，它们在药用植物中的含量低，结构复杂，使得通过植物提取和化学合成进行可持续生产具有挑战性，限制了它们满足市场需求的可得性。

中国科学院大连化学物理研究所周雍进教授与海军医科大学张磊教授、陈万生教授合作，在《自然化学生物学》杂志上发表的一项研究中，实现了酵母中抗病毒成分木脂素苷的生物合成。

受植物代谢的启发，研究人员构建了一个合成酵母联盟。通过模拟植物生物合成的时空调节，他们设计了一个具有义务互惠的系统，使不同酵母菌株之间的代谢分工成为可能。

这种方法有效地减少了4-香豆酸辅酶a连接酶的宽底物谱引起的副反应，提高了向目标产物代谢通量的效率。基于这一创新策略，研究人员解决了与副反应和代谢网络乱交相关的挑战。

此外，研究人员设计了两种营养不良酵母菌株（met15Δ和ade2Δ），形成互惠关系，交叉喂养代谢物，同时将生物合成途径分为上游和下游。这使得通过40多个酶促反应重新合成松木醇二糖苷成为可能。

“我们的研究表明，酿酒酵母营养不良菌株自发地建立了一个互惠群落，用于异源合成中药中复杂的活性成分。这一策略有望扩展到设计其他稳定的合作酵母细胞系统，以完成复杂的生物工程任务，”周教授说。