灯盏乙素是云南“十大云药”之一灯盏花的核心药效成分。
近期，云南农业大学杨生超教授团队和中国科学院天津工业生物技术研究所江会锋研究员团队合作，尝试在解脂耶氏酵母中生产灯盏乙素，解决前期研究中存在的灯盏甲素产量高于灯盏乙素的关键科学问题，提升灯盏乙素产量。
“以灯盏乙素为主要成分生产的注射用灯盏花素、灯盏细辛注射液等重要中成药产品，在治疗脑栓塞和脑溢血方面疗效显著。”杨生超介绍，此前两个团队合作，在酿酒酵母底盘细胞中成功构建了灯盏乙素全合成的细胞工厂，首次实现了灯盏乙素的全合成，初步具备了工业化生产的潜在能力。
此次研究发现，灯盏甲素产量高于灯盏乙素，是因为葡萄糖醛酸转移酶与P450酶F6H会竞争底物芹菜素，项目组通过筛选高催化效率的F6H，以提高灯盏乙素的产量及比例。而来自黄芩的工程菌株在产量和比例方面都呈现出最好的催化活性，可在提高灯盏乙素产量的同时，大幅降低灯盏甲素的产出比例。
为进一步提高灯盏乙素产量，研究团队增加了这种工程菌株中关键酶的拷贝数，并发现增加下游基因拷贝数对引导碳通量向灯盏乙素的合成至关重要。
他们通过在1.3升发酵罐中补料并将这些发酵罐分批发酵优化，使得灯盏乙素的产量在118小时后达到每升346毫克，产量大大提升。
此次研究构建的解脂耶氏酵母生产灯盏乙素底盘细胞及所采用的研究策略，对其他天然产物合成底盘细胞的构建具有重要借鉴意义，相关成果近期发表在《合成和系统生物技术》期刊上。
关键词： 灯盏乙素 十大云药 中国科学院 天津工业生物技术研究所
