光合生产植物天然产物的代谢工程蓝藻研究现状光合生产植物天然产物的代谢工程蓝藻研究现状.pdfVIP

专 题 光合生产植物天然产物的代谢工程蓝藻研究现状 　　许平，微生物代谢国家重点实验室副主任，上海交通大学特聘教授，美国国家 发明家科学院（NAI）院士，美国生物医学工程院（AIMBE）会士。担任 SCI 期刊如 《Engineering in Life Sciences》编辑和《Scientific Reports》、《Process Biochemistry》、 《Bioprocess and Biosystems Engineering》、《Biodegradation》等杂志的编委。近年主 要从事环境与工业微生物技术的研究，在污染环境的生物修复天然食品添加剂发酵和 生物催化生产技术等方面取得多项原创性的重要成果。E-mail：pingxu@ 光合生产植物天然产物的代谢工程 蓝藻研究现状 倪俊，陶飞，许平 上海交通大学生命科学技术学院，上海　200240 摘要：蓝藻是植物天然产物光合生产的理想平台，它们不仅具有遗传背景简单、营养需求低和高 CO2 固定效率等 优势，还可以解决生物法制备天然产物所面临的植物源酶适配性、还原力供应和对昂贵底物依赖等限制因素。介 绍了近年来利用蓝藻光合生产植物天然产物及前体物质的必威体育精装版研究进展和发展趋势，分析了蓝藻生产天然产物的 优势，为进一步开发天然产物的光合平台提供指导，并对产业化发展方向进行了展望。 关键词：蓝藻；植物天然产物；合成生物学；代谢工程；光合微生物 DOI:10.3969/j.issn.1674-0319.2017.01.008 植物次生代谢物在其生长发育、环境适应、抵 化合物含量低和分子类似物多等限制，使得产量难 御病虫害等方面发挥着重要作用，根据其合成路径 以满足市场需求[3]。化学合成法产量较高，但副产物 的差异，可以分为生物碱类、萜类、苯丙烷类。这 多导致分离相对困难，生产过程也会给环境带来较 些天然产物通常具有特殊生物活性，被广泛应用于 大压力[4]。同时，化学法获得的天然产物通常价格 医药、轻化工、食品及农药等领域[1]。目前有 75% 较低，如合成香兰素一般在 15 美元 / 千克左右，而 抗感染性疾病药物和超过 60% 的抗癌药来源于天然 天然香兰素价格约比其高 300 倍[5]。 产物或其类似物，这些天然产物大多属于植物次生 合成生物学和代谢工程是未来生物技术经济的 代谢物[2]。如紫杉醇是目前最有效的天然抗癌药物 主要推动力，为生物法制备天然产物带来了新契机， 之一，青蒿素是一种抗疟疾药。植物天然产物主要 其具有环境友好、生产周期短、易于工业化放大生产、 从天然植物中提取，但是由于种植面积有限、生长慢、 产量相对较高、产物易于分离纯化和不依赖于气候、 土地等诸多优势[6]。生物法制备植物天然产物通常依 第一作者：倪俊，微生物学博士，上海交通大学微生物代谢国家重 赖昂贵的前体物质，较高底物成本限制了其应用。 点实验室博士后。主要从事高值植物天然产物微生物发酵和光合生 产的研究。E-m