甾体药物模块化设计合成的基础研究

The development of artificial biological systems using synthetic biology technologies for the production of botanical medicines has been regarded as one of the best solutions to the dilemma between the medicines' source and the environment protection. Module design of heterologous biosynthetic routes is an important basis for synthetic biology, however, efficient regulation of exogenous gene units and principles for the module design at industrial level still remain unclear Using two exogenous gene elements, CYP125 and Hsd4B, we We propose here to use the combination design strategy to optimize the functional modules, and discover the basic principles underlying the design of functional modules. This study can build highly efficient artificial modules for the synthesis of steroid hormone intermediates, as well as provide theoretical basis for the industrial design of exogenous functional modules

以合成生物技术构建生产植物源药物的人工生物系统是解决药物来源与环境、资源协调问题最好的途径之一。异源生物合成线路的模块化设计合成是合成生物技术的重要基础之一，然而如何有效的调控外源基因元件以实现工程化的模块化设计的策略和原则还不明确。本项目以调控甾体激素中间体胆固醇侧链降解模块中两个外源基因元件CYP125和3βHSD为例，利用启动子工程、功能基因拷贝数、融合表达等方法解析不同调控方法下模块功能的差异。利用组合设计策略，优化功能模块，揭示人工设计合成功能模块的基本原则，建立模块设计的有效工程化策略。该研究将为构建高效合成甾体激素中间体的人工模块，并为实现外源功能的模块化设计的工程化奠定了理论基础。

围绕项目核心任务,在功能底盘构建方面实现了酿酒酵母生物合成7-脱氢胆固醇、4AD和耶氏解脂酵母生物合成菜油甾醇的菌 株;在模块化设计构建平台人工体系方面实现 了在甾体激素前体人工体系合成方面打通了酿 酒酵母对关键前体的全合成路径, 获得了高产 7 脱氢胆固醇的人工合成体系。项目已形成论文 5 篇,申请专利 3项。