在大肠杆菌内引入甲羟戊酸途径高效合成抗疟药青蒿素前体——紫穗槐-4,11-二烯

以青蒿素为基础的联合药物疗法（ACTs）被认为是目前治疗恶性疟疾的最有效方法。然而青蒿素供应不足且价格昂贵,限制了ACTs的广泛使用。采用基因工程手段构建异源类异戊二烯生物合成途径,利用大肠杆菌发酵能高效合成抗疟药青蒿素前体——紫穗槐-4,11-二烯。首先在大肠杆菌Escherichia coli DHGT7中引入人工合成的紫穗槐-4,11-二烯合酶基因,利用大肠杆菌内源的法尼基焦磷酸,成功获得了紫穗槐-4,11-二烯。为提高前体供给,引入粪肠球菌的甲羟戊酸途径,紫穗槐-4,11-二烯的产量提高了13.3倍,达到151 mg/L。进一步研究发现了3个限制酶,分别是紫穗槐-4,11-二烯合酶、HMG-COA还原酶和甲羟戊酸激酶;通过调节这些酶的水平,紫穗槐-4,11-二烯产量提高了7.2倍,在摇瓶中达到235 mg/L。研究结果为高效生物合成抗疟药青蒿素前体——紫穗槐-4,11-二烯提供了参考。