基于合成生物学方法体系研究和发现植物源活性萜类化合物

【作者】 梁锦才； 安天悦； 于荣敏； 訾佳辰；

【机构】 暨南大学药学院；

【摘要】 从中药药用植物中发现了许多重要的萜类化合物,如青蒿素、银杏内酯B等。随着天然产物研究的发展,中药材当中的微量高活性成分越来越受到关注。近年来,合成生物学技术成为规模化获取重要天然化合物的途径之一。^[1]本课题组在前期工作中建立了基于酿酒酵母的萜类化合物合成生物学高产体系,部分化合物的发酵量超过1g/L。同时将该体系运用到药用植物微量高活性萜类化合物的发现当中。结合genomemining,从长春花中鉴定并表征了一对萜类合成酶（CrTPS18）和细胞色素P450酶（CYP71D349）基因。结果显示CrTPS185负责环化法尼烯焦磷酸（farnesyl diphosphate,FPP）生成5-epi-jinkoh-eremol （1）,CYP71D349氧化1得到debneyol（2）。1和2分别对死体营养型和活体营养型植物病原真菌表现出选择性的抑制作用,^[2]活性强于广泛使用的井冈霉素。而且CrTPS18和CYP71D349的转录水平对死体营养型和活体营养型病原菌的响应也存在明显的差异。进一步研究发现茉莉酸甲酯（MeJA）和水杨酸（SA）分别诱导CrTPS18和CYP71D349的表达。因此,本研究发现了一个新的植物化学防御机制。在该机制中,当植物遭遇不同类型病原菌侵染时,通过不同的激素激活同一生物合成途径中的不同基因来产生不同的效应分子来抵御相应的病原菌。该研究也证明合成生物学手段结合genome mining,是发现隐秘抗菌化合物的有效手段。更多还原