华东理工团队利用解脂耶氏酵母高产虎杖苷达6.88g/L，系迄今微生物宿主中的最高滴度

来源：生辉 2023-06-16 13:14

虎杖苷（polydatin）是植物虎杖（Polygonum cuspidatum）的提取物，具有多种生物活性，包括抗氧化、抗肿瘤、抗炎、抗微生物、神经保护、心脏保护和调节作用。

它是白藜芦醇的糖基化衍生物，通过用葡萄糖苷取代白藜芦醇的 C-3 羟基得来，具有比白藜芦醇更高的水溶性、稳定性和抗氧化能力；可以通过葡萄糖转运体进入细胞，并且很容易被吸收。正因为这些特点，它比白藜芦醇具有更好的防癌和治疗效果，生物利用度也更高。

迄今为止，获得虎杖苷的主要途径是从植物虎杖中提取。然而，植物提取物面临着成本高、提取效率低、植物资源可利用性有限等问题。因此，生物合成是生产虎杖苷的一个有吸引力的选择。

近日，华东理工团队在Bioresource Technology杂志上发表文章 ，研究以解脂耶氏酵母为生产宿主，葡萄糖为碳源，通过增加前体的供应、改变碳代谢、消除产品降解途径以及优化培养基中的葡萄糖浓度的组合策略，获得虎杖苷的产量达 6.88g/L。这是第一个在解脂耶氏酵母中以葡萄糖为原料生产虎杖苷的例子，也是目前报道的微生物宿主生产虎杖苷的最高滴度。

（来源：Bioresource Technology）

迄今为止微生物宿主生产虎杖苷的最高滴度

在 2021 年的一项研究中，研究人员发现白藜芦醇 3-O-糖基转移酶（3-O-glycosyltransferase，R3GAT）可将白藜芦醇转化为虎杖苷。他们在酿酒酵母中表达 R3GAT，由葡萄糖合成虎杖苷。通过代谢工程和发酵优化，最终得到了虎杖苷的产量为 545 mg/L。

可以看到，他们虽然成功地合成了虎杖苷，但其收率和合成效率仍然较低。

在这一研究基础上，等人认为有必要选择合适的底盘菌株，探索虎杖苷合成的瓶颈，并通过修改底盘细胞中碳源所涉及的代谢途径，进一步提高虎杖苷的合成效率。

于是，他们选择解脂耶氏酵母作为底盘菌株。解脂耶氏酵母是典型的产油酵母，这与其丰富的乙酰辅酶 A 前体通量密切相关，也正是本研究所需要的；另外，为了提高糖苷的产量，增加初始培养基的葡萄糖浓度是一种有效的策略，与酿酒酵母不同，解脂耶氏酵母不会表现出克勒勃屈利效应。