萜類化合物，也稱為萜烯或類異戊二烯，是最大類別的植物次生代謝產(chǎn)物。多種植物來源的萜類化合物已被用于促進健康，預(yù)防和治療疾病。倍半萜檀香烯（Santalene）可以通過單加氧反應(yīng)合成檀香醇。檀香醇（Santalol）是名貴香料檀香精油的主要組成成分，具有較好的抗菌、抗氧化和抗腫瘤等藥理活性，具有重要的應(yīng)用價值。通過基因工程及分子生物學(xué)手段，利用釀酒酵母作為底盤微生物異源生物合成檀香醇，使得檀香精油的合成效率提高、成本降低并同時打破自然條件的限制從而有效緩解檀香精油的供需矛盾。

合成進展^[1]

對生產(chǎn)檀香油的替代性，可持續(xù)性更高的策略的研究包括，通過開發(fā)用于緩慢生長樹木心材的油生物合成的預(yù)測標記系統(tǒng)，以及異源生產(chǎn)系統(tǒng)的代謝工程，來改善種植系統(tǒng)。這些方法的關(guān)鍵是闡明檀香油具有特征的檀香醇，佛手柑和其他倍半萜烯化合物的生物合成。檀香醇和佛手柑生物合成的第一步是由FPP合酶（FPPS）催化從二甲基烯丙基二磷酸酯和異戊二烯基二磷酸酯生成法呢基二磷 酸酯（FPP），F(xiàn)PP由檀香烯合酶（SaSSy）環(huán)化，后者是的倍半萜烯合酶，可產(chǎn)生檀香烯（α-，β-和Epi-β-檀香烯）和α-外-香柑油烯的混合物。由于SaSSy產(chǎn)生了四種結(jié)構(gòu)相似的產(chǎn)物，因此似乎可以認為，單一的，多底物細胞色素P450依賴型單加氧酶（P450）可以氧化α-，β-，epi-β-檀香烯和香柑油烯分別生成α-， β-，epi-β-檀香醇和佛手柑。或者，是由不同的細胞色素P450 參與不同的檀香烯和香柑油烯的氧化。

Diaz-Chavez等通過挖掘檀香屬的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中的候選細胞色素P450基因，發(fā)現(xiàn)檀香屬CYP76F亞家族的9種不同細胞色素P450依賴的單加氧酶，它們可作為多底物檀香烯/香柑油烯氧化酶起作用。這些P450羥基化了α-檀香烯，β-檀香烯，epi-β-檀香烯和α-exo-香柑油烯。但是，所有九種功能特征化的SaCYP76F酶主要產(chǎn)生（E）-α-檀香醇，（E）-β-檀香醇，（E）-epi-β-檀香醇和（E）-α-外-佛手柑。只產(chǎn)生很少量的（Z）立體異構(gòu)體（其是檀香油的主要特征物），表明檀香油生物合成需要一種或多種其他酶。

Jose等在檀香木心材中找到合成（Z）α-，β-和epi-β-檀香醇和α-exo-佛手柑最佳的P450酶SaCYP736A16，并突出了倍半萜生物合成中立體選擇性 P450的進化多樣性。胡逸靈在釀酒酵母中過表達截短型的HMG-CoA還原酶基因tHMG1和FPP合酶基因 ERG20，對 FPP 的代謝點進行限流同時轉(zhuǎn)入密碼子優(yōu)化過后的檀香烯合酶在搖瓶發(fā)酵中得到404.74mg/L的檀香烯。賈丹以解脂耶羅酵母作為底盤微生物，通過過表達MVA途徑中上游的基因?qū)ζ溥M行代謝改造，最終在分批補料發(fā)酵中得到α-檀香烯的產(chǎn)量為26.4mg/L。石朱偉通過對底盤微生物釀酒酵母的MVA途徑代謝強度的提高和上下游角鯊烯的弱化，并轉(zhuǎn)入高表達、高拷貝靶向線粒體的檀香烯合酶表達載體，可達到25mg/L的檀香烯產(chǎn)量。林鎏坷利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)將合成檀香醇途徑中的關(guān)鍵的幾種酶整合到釀酒酵母基因組中，并對其啟動子拷貝數(shù)進行優(yōu)化，在10L發(fā)酵罐放大發(fā)酵中α-檀香醇的產(chǎn)量達到269.3mg/L。

參考文獻

[1] 唐學(xué)超. 細胞凋亡調(diào)控因子BCL-2促進酵母工程菌合成檀香醇的研究[D]. 浙江:浙江工業(yè)大學(xué),2021.