紫杉醇生物合成机制研究进展

刘晓楠, 李静, 祝晓熙, 徐子硕, 齐健, 江会锋

Research advances on paclitaxel biosynthesis

LIU Xiaonan, LI Jing, ZHU Xiaoxi, XU Zishuo, QI Jian, JIANG Huifeng

表2 紫杉醇生产的异源表达体系

Table 2 Heterologous expression systems for paclitaxel production

合成体系 产物 产量 研究方法 发表 时间 参考文献 大肠杆菌 紫杉二烯 1.3 mg/L 过表达IDI、GGPPS、TS、DXP 2001 [49] 大肠杆菌 紫杉二烯 1 g/L 多变量模块化代谢工程,过表达TS和T5αOH 2010 [50] 大肠杆菌 紫杉二烯-5α-醇 (58±3) mg/L 大肠杆菌 紫杉二烯 4.5 mg/g DW JM109(DE3)菌株,22 °C 2012 [51] 链格孢菌TPF6 紫杉二烯 (61.9±6.3) μg/L alcA启动子,过表达IDI、tHMGR 2017 [8] 大肠杆菌 氧化紫杉烷 27 mg/L TbrTS,Taxus CPR,T5αOH-GSTGS-CPR,引入异源MVA途径 2022 [52] 大肠杆菌 紫杉二烯-5α-醇 7 mg/L 大肠杆菌 紫杉二烯 93.5 mg/L 融合表达GGPP和TS 2022 [53] 大肠杆菌 氧化紫杉烷 (570±45) mg/L P450酶N端修饰 2016 [54] 枯草芽孢杆菌 紫杉二烯 17.8 mg/L 过表达MEP途径,GGPPS和TS 2019 [55] 酿酒酵母 紫杉二烯 8.7 mg/L 共表达tHMGR、突变调节蛋白UPC2-1、GGPPS和TS 2008 [56] 酿酒酵母 紫杉二烯 72.8 mg/L YSG50菌株,GGPPSbc 2014 [57] 酿酒酵母 氧化紫杉烷 33 mg/L 大肠杆菌和酿酒酵母共培养 2015 [58] 酿酒酵母 紫杉二烯 129 mg/L 增加MBP标签的多拷贝TS,20 ℃ 2020 [59] 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-醇 20 mg/L 对发酵工艺的改进,pH优化 2021 [37] 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-yl-乙酸酯 3.7 mg/L 酿酒酵母 氧化紫杉烷 78 mg/L 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-醇 42 mg/L 2×YP, 统计学确定性筛选设计 2022 [60] 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-yl-乙酸酯 22 mg/L 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-醇 (38.1±8.4) mg/L 启动子pHXT7,融合表达T5OH和CPR,中性pH条件下静息细胞测定 2022 [61] 酿酒酵母 氧化紫杉烷 (361.4±52.4) mg/L 解脂耶氏酵母 紫杉二烯 101.4 mg/L 融合表达SUMO与TS,过表达tHMG1、GGS1和TS 2023 [62] 酿酒酵母 紫杉二烯 215 mg/L 计算代谢工程 2023 [63] 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-醇 43.65 mg/L 酿酒酵母 紫杉二烯-5α-乙酸酯 26.2 mg/L 酿酒酵母 1β-dehydroxybaccatin Ⅵ 细胞共共表达已鉴定的12个基因并饲喂紫杉二烯-5α-醇 2024 [30] 拟南芥 紫杉二烯 600 ng/g DW 糖皮质激素诱导表达TS 2004 [64] 本氏烟草 紫杉二烯 50 μg/g DW 表达TS,MeJA诱导,沉默PSY和PDS 2014 [65] 本氏烟草 紫杉二烯 (56.6±3.2) µg/g fresh weight 区室化策略, DXS和GGPPS共表达 2019 [66] 本氏烟草 紫杉二烯-5α-醇 (1.3±0.5) µg/g fresh weight 红花烟草 紫杉二烯 87.8 μg/g DW TS的N端融合叶绿体转运肽 2021 [67] 本氏烟草 巴卡亭Ⅲ 154.87 ng/g fresh weight 瞬时表达C4β-C20环氧化酶基因、T9αOH、T1βOH和T9OX与其他9个已知基因 2023 [12] 紫杉醇 64.29 ng/g fresh weight 瞬时表达PCL与BAPT、PAM、DBTNBT、T2′OH 本氏烟草 紫杉二烯-5α-醇 弱组成型启动子NOS弱化T5αOH的表达 5α,10β-二乙酰氧基- 紫杉二烯-13α-醇 42 µg/g DW (NOS)T10βOH、DBAT和(NOS)T13αOH 2024 [39] 本氏烟草 巴卡亭Ⅲ 瞬时表达TOT和T9αOH-1与其他7个已知合成基因 2024 [13]