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燈盞乙素是云南“十大云藥”之一燈盞花的核心藥效成分。近期，云南農業大學楊生超教授團隊和中科院天津工業生物技術研究所江會鋒研究員團隊合作，嘗試在解脂耶氏酵母中生產燈盞花乙素，并解決前期研究中存在的燈盞甲素產量高于燈盞乙素的關鍵科學問題，并通過模塊化優化、組合篩選不同物種基因、代謝工程改造以及發酵優化，提升燈盞乙素產量。

“以燈盞乙素為主要成分生產的注射用燈盞花素、燈盞細辛注射液等重要中成藥產品，在治療缺血性腦血管疾病腦栓塞和腦溢血等方面療效顯著。”楊生超教授介紹，此前，兩個團隊合作，在釀酒酵母底盤細胞中成功構建了燈盞乙素全合成的細胞工廠，首次實現了燈盞乙素的全合成，燈盞乙素含量達每升108毫克，初步具備了工業化生產的潛在能力。相關研究成果發表在2018年的《自然·通訊》。

此次研究發現，燈盞甲素產量高于燈盞乙素，是因為葡萄糖醛酸轉移酶與P450酶F6H競爭底物芹菜素，項目組通過篩選高催化效率的F6H，提高燈盞乙素的產量以及比例。而來自黃芩的工程菌株在產量和比例方面都呈現出最好的催化活性，可在促進燈盞乙素產量提高的同時，大幅降低燈盞甲素的比例。

為進一步提高燈盞乙素產量，研究團隊增加了這種工程菌株中關鍵酶的拷貝數，并發現增加下游基因拷貝數，對引導碳通量向燈盞乙素的合成至關重要。他們通過在1.3升發酵罐中補料并分批發酵優化，發現細胞干重最終在118小時達到每升66.8克，燈盞乙素的產量在118小時達到每升346毫克，是釀酒酵母中報道的3.2倍，并使燈盞乙素的比例從36.9%提升到80%以上。

此次研究構建的解脂耶氏酵母生產燈盞乙素底盤細胞及所采用的研究策略，對其他天然產物合成底盤細胞的構建具有重要借鑒意義，相關成果發表在《合成和系統生物技術》期刊上。

關鍵詞： 釀酒酵母 團隊合作 相關研究 催化效率