芳香类天然产物的合成生物学研究进展

来源 :生物工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:llsnow_2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
植物芳香类天然产物具有重要的药用价值,可制成具有抗菌、抗炎、镇痛、抗氧化、杀虫驱虫、祛痰止咳、安神镇静和抗肿瘤等药效的医药保健用品。然而,由于植物中芳香类天然产物含量较低并且难以提取和纯化,严重限制了其工业化生产及应用。合成生物学和代谢工程技术的发展为天然产物的生产提供了新的思路,可以利用人工微生物细胞工厂来实现多种芳香类天然产物的高效合成。文中介绍了芳香类天然产物的种类、合成途径和关键酶,综述了近年来国内外通过合成生物学技术合成芳香类天然产物的研究进展,探讨了当前研究所面临的挑战及潜在的解决策略,以期对
其他文献
槲皮素3-O-糖苷是一类重要的槲皮素糖苷类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗癌和抗病毒等多种药理活性,其代表性化合物芦丁和曲克芦丁已被开发成临床用药。由此可见,槲皮素3-O-糖苷已经成为创新药物的重要来源之一。然而,较低的生物利用度限制了槲皮素3-O-糖苷在食品、制药等行业中更广泛地应用。为提高这些化合物的生物利用度,选择性酰基化修饰是有效的途径之一,而生物酶法则是获得槲皮素3-O-糖苷酯类衍生物的重要方法。文中介绍了酰基化槲皮素3-O-糖苷的酶促合成方法,重点综述了4种能执行体外酶促酰化的工具酶(酰基转移酶、
姜黄素是姜科植物的特征性成分,具有重要的药理活性。文中利用姜黄素生物合成关键酶β-酮酰辅酶A合酶(Diketide-CoA synthase,DCS)基因和姜黄素合酶(Curcumin synthase,CURS)基因构建非天然融合基因DCS::CURS,并将其与4-香豆酰辅酶A连接酶(4-coumarate coenzyme A ligase,4CL)和乙酰辅酶A羧化酶(Acetyl coenzyme A carboxylase,ACC)基因共同引入大肠杆菌Escherichia coli,构建由阿魏酸
植物大麻素是具有生物活性的一系列萜类化合物的总称,被认为是大麻的专有成分。具有主要药理活性的植物大麻素为Δ9-四氢大麻酚(Δ9-tetrahydrocannabinol,Δ9-THC)和大麻二酚(Cannabidiol,CBD),均以内源性大麻素受体为靶点,通过激活内源性大麻素系统而参与人体许多生理病理过程,具有广泛的治疗潜力。目前,Δ9-THC、CBD及其类似物或组合制剂,已用于治疗癫痫、癌症化疗患者的呕吐、多发性硬
可利霉素(Carrimycin,CAM)是将异戊酰基转移酶基因(Isovaleryltransferase gene,ist)导入到螺旋链霉菌中产生的以异戊酰螺旋霉素(Isovalerylspiramycin,ISP)为主组分的抗生素。原工程菌中的ist基因与螺旋霉素(Spiramycin,SP)生物合成基因簇相距较远,且具有两种抗性基因,难以对其进行基因改造,因此需要构建新型CAM工程菌株。文中通过CRISPR-Cas9基因编辑系统靶向切割2个位点,将ist和其正调控基因acyB2通过同源重组插入到SP
芳香族化合物在香料中占很大的比重,传统生产方式有化学合成和植物提取。化学合成依赖于石油资源,并具有环境不友好、反应条件恶劣等缺点。植物提取方法受限于植物资源,且占用耕地。近年来,随着代谢工程和合成生物学技术的发展,利用可再生原料,微生物合成芳香族香料化合物成为一种新的生产方式。文中介绍了大肠杆菌和酵母菌等模式微生物合成芳香族香料的研究进展,包括利用莽草酸途径合成香兰素等,聚酮途径合成覆盆子酮等。综述重点介绍了生物合成途径解析、人工合成途径创建及代谢调控等,为微生物发酵法生产芳香族香料化合物提供参考。
杜松烷型倍半萜是一类双环倍半萜,立体化学复杂,具有广泛药理活性,如抗菌、抗炎、降糖等。迄今为止,已从多种植物和微生物中分离鉴定出具有不同结构及生物活性的杜松烷型化合物,相关杜松烷型倍半萜合酶的研究也取得较大进展。本文按5种结构类型对近4年(2017-2020年)文献发表的结构新颖的124个杜松烷型化合物进行整理,并对其药理活性进行归纳总结,同时介绍了代表性杜松烷型化合物生物合成途径的解析概况,归纳了该类天然产物生物合成过程中关键杜松烷型倍半萜合酶的研究进展,并讨论了该类天然产物的研究前景和目前面临的一些问
雷公藤甲素是一种具有显著抗炎、抗肿瘤和免疫抑制活性的天然产物,市场需求量大,临床应用前景广阔.文中以雷公藤悬浮细胞为实验材料,通过对不同培养时期(7d、14 d)的细胞外源
植物多酚属于苯丙烷衍生物,包括酚酸类、茋类、姜黄素类和黄酮类等。它们具有抗氧化、扩血管、抗血凝、抗炎、抗肿瘤、抗病毒等生理药理活性,在医药、食品、化妆品、化工等领域具有巨大的应用市场。微生物具有生长快、培养简单、可工业化等优点,成为异源合成天然产物的重要宿主。近年来,合成生物学的发展促进了植物天然产物的微生物合成,并取得了实质性进展。文中综述了植物多酚代谢途径在工程大肠杆菌、酿酒酵母等微生物中的构建、表达和产物合成现状,讨论了提高产量的前体工程、动态调控、共培养等优化策略,并就未来的多酚途径工程提出展望。
This paper is concerned with a system of nonlinear viscoelastic wave equations with degenerate nonlocal damping and memory terms.We will prove that the energy a
鬼臼毒素(Podophyllotoxin,PTOX)是来源于中药八角莲、山荷叶和桃儿七等鬼臼属植物的芳基四氢萘类木脂素。其化学半合成衍生物依托泊苷和替尼泊苷被用于多种癌症的临床治疗。作为天然产物来源新药创制的典型代表,鬼臼毒素目前依赖天然提取,供求矛盾日渐突出。生物合成具有不受资源限制、反应条件友好等优势,是鬼臼毒素及其衍生物生产的新方式。文中总结了鬼臼毒素在植物中的生物合成途径的研究进展,阐述了合成途径中关键酶的功能及其亚细胞定位,进而介绍了以模式植物烟草为底盘的鬼臼毒素合成生物学研究。最后总结了利用微