2021年3月7日，Science Bulletin期刊在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心周志华研究组及中国科学院华南植物园王瑛研究员团队合作完成的题为“Complete biosynthesis of the potential medicine icaritin by engineered Saccharomyces cerevisiae and Escherichia coli”的研究论文，该研究首次搭建了晚期肝癌候选药物淫羊藿素的人工生物合成途径，并通过创建微生物细胞工厂，实现了以葡萄糖为碳源从头合成淫羊藿素。

　　淫羊藿素是中药淫羊藿的主要活性成分，也是晚期肝癌候选药物阿可拉定的单一成分，目前阿可拉定已经完成了III期临床试验。本研究从淫羊藿中挖掘与鉴定了一个异戊烯基转移酶EsPT2，其高效催化黄酮类化合物山奈酚（KAE）的C8异戊烯基化合成8-异戊烯基山奈酚（8P-KAE）；从大豆中鉴定了催化8P-KAE的C4’-OH甲基化的甲基转移酶GmOMT2，搭建了淫羊藿素的人工生物合成途径。通过引入11个外源基因以及改造12个酵母内源基因，构建了高产8P-KAE的酵母底盘。由于在弱酸性条件下GmOMT2的活性受到强烈抑制，导致其在8P-KAE酵母底盘细胞质中表达失去活性。通过将GmOMT2定位于弱碱性（pH7.2-7.5）的线粒体中进行表达，或将8P-KAE酵母底盘与表达GmOMT2大肠杆菌共培养，实现了淫羊藿素的合成，其产量分别为7.2和19.7 mg/L。该研究不仅鉴定了两个新的生物元件，而且首次实现了淫羊藿素的从头人工合成，为规模化制备淫羊藿素及其衍生物奠定了基础，同时也为解决合成生物学研究可能面临的生物元件pH不适配问题提供了可借鉴的新策略。

　　中国科学院分子植物科学卓越创新中心助理研究员王平平,硕博连读生李超静、李晓东和中国科学院武汉植物园黄文俊博士为该论文的并列第一作者，中国科学院分子植物科学卓越创新中心周志华研究员、严兴研究员及中国科学院华南植物园王瑛研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和中科院先导等项目的资助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.03.002