丹參活性成分丹參酮類化合物的研究證實(shí)了中藥藥用活性成分單一化合物異源生產(chǎn)的可行性   　　日前，中國中醫(yī)科學(xué)院首席研究員黃璐琦與中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員趙宗保聯(lián)合，在國家自然科學(xué)基金委和科技部863、973項(xiàng)目的資助下，在中藥活性成分合成生物學(xué)研究方向取得重要進(jìn)展，近期，該成果全文發(fā)表在頂級(jí)化學(xué)雜志《美國化學(xué)會(huì)志》上，在多學(xué)科領(lǐng)域引起很大反響。   　　黃璐琦、趙宗保研究團(tuán)隊(duì)在楊勝利院士的幫助指導(dǎo)下，以中藥丹參這一常用大宗中藥為目標(biāo)，開展獲取丹參活性成分丹參酮類化合物的研究。丹參酮類化合物是丹參中一類松香烷型去甲二萜醌類化合物的活性成分，具有心血管、肝損傷以及保護(hù)抗腫瘤等生物活性，是丹參治療心腦血管疾病、感染性疾病、抗腫瘤和糖尿病等的物質(zhì)基礎(chǔ)。這類活性成分目前主要通過從丹參根莖中提取得到，產(chǎn)量低，需要消耗大量藥材。由于提取物成分復(fù)雜，不利于闡明藥效機(jī)制和進(jìn)行新藥研發(fā)。   　　因此，解析丹參酮的生物合成途徑，進(jìn)行單一化合物的異源生產(chǎn)，具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。在黃璐琦前期首次克隆丹參酮生物合成途徑上2條關(guān)鍵酶SmCPS、SmKSL全長基因的基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)以丹參酮為目標(biāo)，開展合成生物學(xué)理論指導(dǎo)下的二萜類化合物異源生物合成研究。建立了“模塊途徑工程”策略，顯著提高酵母細(xì)胞中代謝途徑快速組裝效率。在此基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)模塊組合方式，系統(tǒng)考慮途徑中涉及的前體供給、限速步驟、底物傳輸和代謝流分配等問題，對(duì)編碼SmCPS、SmKSL、法呢基焦磷酸合酶（FPS）、GGPP合酶和甲羥戊酸還原酶等5個(gè)蛋白的基因進(jìn)行了操作，發(fā)現(xiàn)基因間融合表達(dá)及其融合順序?qū)Ξa(chǎn)物產(chǎn)量有明顯影響，二萜合酶SmCPS、SmKSL的反向融合表達(dá)順序有利于終產(chǎn)物產(chǎn)量的提高，最終得到的最優(yōu)工程菌株在15-L發(fā)酵罐中培養(yǎng)，次丹參酮二烯產(chǎn)量達(dá)到365mg/L的國際先進(jìn)水平。得到的菌株材料不僅可用于制備次丹參酮二烯，也為進(jìn)一步解析丹參酮合成途徑奠定了基礎(chǔ)，而且對(duì)設(shè)計(jì)和改造萜類化合物代謝途徑，生產(chǎn)其他高值活性成分具有重要的借鑒意義。   　　業(yè)界專家認(rèn)為，該項(xiàng)成果證實(shí)了中藥藥用活性成分單一化合物異源生產(chǎn)的可行性，具有重要科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值，是推進(jìn)中藥現(xiàn)代化研究的重要環(huán)節(jié)。   　　由于我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展、城市化進(jìn)程加快、自然環(huán)境污染的加重及可耕地面積的銳減，藥用植物產(chǎn)生也深受影響。近年來大宗中藥材短缺時(shí)有發(fā)生，對(duì)我國健康產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成了嚴(yán)重制約。為應(yīng)對(duì)這一不利形勢(shì)，一方面要加強(qiáng)中藥材種質(zhì)資源的保護(hù)、提高中藥材科學(xué)種植水平，另一方面要加大尋找替代資源的力度。多年來對(duì)中藥開展的深入研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種中藥藥用活性成分，如能人工合成這些物質(zhì)，無疑將成為中藥材的理想替代資源。