大黃素甲醚是一種已經(jīng)上市的植物源生物農(nóng)藥，可用于植物白粉病、霜霉病、灰霉病和炭疽病等植物病害的防治。目前，大黃素甲醚需要從中藥大黃中提取，但存在諸多弊端，如植物生長(zhǎng)條件苛刻且緩慢、化合物豐度低分離難等，嚴(yán)重限制了其市場(chǎng)推廣，導(dǎo)致市場(chǎng)上難覓其蹤影。

近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所研究團(tuán)隊(duì)在《metabolic Engineering》期刊上發(fā)表了題為“Microbial production of the plant-derived fungicide physcion”的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)首先利用過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子GedR成功實(shí)現(xiàn)了地曲霉素生物合成基因簇的激活，產(chǎn)生了一系列大黃素及其下游代謝衍生物；進(jìn)而通過(guò)關(guān)鍵O-甲基轉(zhuǎn)移酶基因gedA的敲除，實(shí)現(xiàn)了前體化合物大黃素的高效積累。在此基礎(chǔ)上，多種策略并舉挖掘大黃素-3-羥基-O-甲基轉(zhuǎn)移酶，并通過(guò)體外酶活實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，最終獲得了六個(gè)潛在的酶學(xué)元件；進(jìn)一步通過(guò)代謝工程改造將候選酶基因?qū)敫弋a(chǎn)大黃素的土曲霉底盤中，最終構(gòu)建了大黃素甲醚高產(chǎn)的土曲霉細(xì)胞工廠，并進(jìn)行了百升發(fā)酵放大，產(chǎn)量達(dá)到6.3 g/L。

該項(xiàng)技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)了植物源殺菌劑大黃素甲醚的微生物高效合成，有望實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)植物種植提取到現(xiàn)代微生物發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)的變革。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1096717622001276

注：此研究成果摘自《metabolic Engineering》雜志，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。