本發(fā)明達到的技術效果為工程化釀酒酵母菌可實現(xiàn)無需添加異源前體物或底物僅通過培養(yǎng)微生物即可從頭合成高效人參皂苷Ro、竹節(jié)參皂苷Ⅳa、姜狀三七苷R1等三種齊墩果烷型稀有人參皂苷以及金盞花苷E。

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、技術分析

人參皂苷Ro 是人參的主要活性成分之一，具有多種藥理、生理活性,在人參中含量較低（約0.4%），無法滿足日益增長的市場需求，而利用微生物從頭合成人參皂苷Ro則可以有效解決該問題，顛覆傳統(tǒng)的獲取方式，然而合成途徑未知，目前尚未有利用微生物從頭合成的報道。

本發(fā)明技術方案：1.通過生物信息學分析，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫中的多種植物基因組、轉錄組數(shù)據(jù)進行分析和比對，初步篩選候選基因，再結合前期經(jīng)驗和實驗基礎通過進化樹分析、同源建模、分子對接、保守序列分析等手段，確定最終的候選基因；2.通過酶工程等手段，對候選基因進行重組表達、體外酶活驗證、底物譜驗證等，挑選最合適的酶；3.通過合成生物學、代謝工程、分子生物學相關技術手段，對相關酶進行質粒構建、底盤宿主代謝網(wǎng)絡調控、異源途徑整合，最終成功構建人參皂苷Ro微生物細胞工廠。

本發(fā)明解決了人參皂苷Ro天然代謝途徑未知、異源途徑與底盤宿主適配性、已報道相關酶活性低等關鍵技術問題。本發(fā)明達到的技術效果為工程化釀酒酵母菌可實現(xiàn)無需添加異源前體物或底物僅通過培養(yǎng)微生物即可從頭合成高效人參皂苷Ro、竹節(jié)參皂苷Ⅳa、姜狀三七苷R1等三種齊墩果烷型稀有人參皂苷以及金盞花苷E。

本發(fā)明創(chuàng)新點包括：1.通過基因挖掘手段獲得的關鍵酶性能遠遠優(yōu)于已報道的酶；2.通過基因挖掘手段獲得的多個關鍵酶，實現(xiàn)了人參皂苷Ro的合成途徑構建；3.首次實現(xiàn)了利用微生物從頭合成人參皂苷Ro、竹節(jié)參皂苷Ⅳa、姜狀三七苷R1等三種齊墩果烷型稀有人參皂苷以及金盞花苷E。

齊墩果烷型稀有人參皂苷，由于其豐富且具備一定特殊性的藥理、生理活性，可作為現(xiàn)有人參皂苷市場的強力補充，應用前景廣闊。而其天然含量極低，利用微生物對其進行從頭合成可大大降低生產(chǎn)成本與產(chǎn)物分離純化難度，減少有機試劑用量，不依賴植物種植，周期更短，符合國家綠了環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的硬性要求，微生物綠色制造是當前的政策導向也是發(fā)展的必然趨勢。