广西科学院团队构建高效「人参酵母」，能够利用榨糖副产物糖蜜低成本发酵生产原人参二醇- 大数跨境

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广西科学院团队构建高效「人参酵母」，能够利用榨糖副产物糖蜜低成本发酵生产原人参二醇

生辉SynBio

2022-11-21

导读：利用榨糖副产物糖蜜低成本发酵生产原人参二醇。

人参、三七是中国传统名贵中药材，其主要活性成分是各种皂苷，原人参二醇（PPD）是重要前体，其本身亦具有抗氧化、抗肿瘤和保护心血管等功效。市售 PPD 主要从人参属植物中提取纯化，由于种植地域限制、种植周期长、PPD 含量低，导致生产成本过高，传统植物提取法难以满足市场需求。

21 世纪新兴交叉学科合成生物学的兴起与迅猛发展，掀开了生命科学研究的崭新一页，被誉为“第三次生物技术革命”和“改变未来的颠覆性技术”。利用合成生物技术构建酵母细胞工厂，可实现 PPD 及其下游产物高效低成本发酵生产。

近日，广西科学院“桂科学者”谢能中研究员带领的大健康创新团队与广西大学轻工与食品工程学院李坚斌教授合作，共同在国际期刊《Microbial Cell Factories》（Q1，IF 6.496）发表了题为“High-yield production of protopanaxadiol from sugarcane molasses by metabolically engineered Saccharomyces cerevisiae”的研究论文，广西科学院谢能中、李检秀博士，广西大学李坚斌教授为共同通讯作者，广西大学硕士生朱源、广西科学院李检秀和彭龙云为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（31760469，21868007）和中国科学院科技服务网络计划项目（KFJ-STS-QYZD-201）等项目的资助。

（来源：Microbial Cell Factories）

该研究利用多片段同源重组技术，在酵母基因组多拷贝位点进行模块化整合，实现 PPD 的从头合成；然后利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术对酵母细胞代谢网络进行优化，上调内质网关键因子 INO2 促进内质网扩增，下调羊毛甾醇合酶（ERG7）和焦磷酸酶（LPP1）基因以削弱甾醇途径以及法尼醇 FPP 途径代谢流，过表达甾醇转录调控因子（UPC2.1）以维持细胞稳态，优化了 PPD 细胞工厂的代谢网络；最后，以甘蔗制糖过程中的副产物糖蜜为碳源，系统优化发酵工艺和补料策略，PPD 的摇瓶发酵产量为 1.55 g/L（106.55 mg/g DCW），5 L 发酵罐产量为 15.9 g/L（188.50 mg/g DCW），均为目前国内外文献报道最高值。近期，随着团队的深入研究，PPD 发酵浓度还在不断攀升，目前已超过 20 g/L，具有较高的商业化生产潜力。