摘要
黄芩素、汉黄芩素等黄酮为中药黄芩中的主要成分，具有重要的生物学活性。本课题旨在用酵母细胞为底盘微生物，构建黄芩素、汉黄芩素等黄酮化合物的合成生物学制备体系。目前已成功克隆得到5条与汉黄芩素合成相关的基因，酶活实验结果表明这些基因编码的蛋白均能催化去甲汉黄芩素生成汉黄芩素，而其中SbPFOMT5的催化效率最高。SbPFOMT5的RNA干扰转基因毛状根中汉黄芩素和汉黄芩苷的含量显著降低，说明SbPFOMT5是黄芩根中催化去甲汉黄芩素生成汉黄芩素的关键酶。SbPFMOT2和SbPFOMT5可以催化黄酮A环或B环上邻位羟基中的一个发生甲氧基化生成千层质素A、韧黄芩素II和金圣草黄素。发现了3个I型OMTs，SbFOMT3、SbFOMT5和SbFOMT6可以催化黄酮C7位的甲氧基化，而SbFOMT5可以额外催化黄芩素C5或C6位的甲氧基化。共表达SbPFOMT5和SbFOMT6可以催化5,7,8,2'-四羟黄酮生成多甲氧基化的黄芩黄酮I；共表达SbPFOMT5和SbFOMT5可以催化5,6,7,8,2'-五羟基黄酮生成韧黄芩素I和5,7,2'-三羟基-6,8-二甲氧基黄酮。此外，筛选并获得了不同来源的高效PAL编码基因。初步实现了黄芩素、汉黄芩素、黄芩苷及千层纸素A在毕赤酵母底盘中的合成。并在摇瓶小试发酵中黄芩素产量达到35 mg/L。
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