全球抗疟药市场对青蒿素的迫切需求使青蒿素高产微生物工程菌培育成为新的研发热点。本研究从青蒿中克隆青蒿素合成的关键酶基因——紫穗槐二烯合酶基因(ADS)并导入酿酒酵母中,成功构建了合成紫穗槐二烯的酵母工程菌。在半乳糖诱导下,经14天摇瓶培养,紫穗槐二烯的产量达到8μg/ml以上,这比瑞典Brodelius小组报道的0.1μg/mL(染色体表达)或0.6μg/L(质粒表达)提高80倍或13倍。在此基础上,我们以酵母经48小时半乳糖诱导合成的紫穗槐二烯(1.65μg/ml)为底物,利用青蒿无细胞提取液中青蒿素合成酶进行生物转化,结果反应混合液的青蒿素含量(0.65%)比单纯青蒿提取液的青蒿素含量(0.2%)提高3倍以上。这是首次利用青蒿提取液将酵母合成的紫穗槐二烯转化为青蒿素。同时,我们将酵母鲨烯合酶反义基因(asSS)导入表达ADS基因的酵母工程菌中共表达,分别从转录、翻译和代谢水平研究了酵母类固醇合成的反义抑制对ADS基因表达及紫穗槐二烯合成的影响,发现类固醇与青蒿素共同前体FDP的供应量是控制青蒿素及其前体产出量的关键,为进一步促进青蒿素前体的微生物生产及青蒿素的生物转化奠定了基础。
英文主题词Artemisinin;amorphadiene;biotransformation;antisense inhibition;engineered strain