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喜报!《自然通讯》发表我校杨生超研发团队重要研究成果
作者:刘勇 来源:新闻中心 时间:2018-02-01浏览次数:

 

导读: 2018年1月31日,《自然》子刊《自然通讯》(Nature Communications)在线发表我校杨生超教授研发团队重要研究成果:首次实现重要原料药“灯盏乙素”全合成,为工业化生产中药组分提供了一条新途径,为中药现代化提供了一种新的模式。

心脑血管疾病已成为人类生命最大威胁,其发病率和死亡率已超过肿瘤性疾病而跃居第一,我国老年人心脑血管病发病率更是高达30%。随着我国社会人口老龄化日趋严重,心脑血管类药品的需求正在迅速增加。

药用植物灯盏花(Erigeron breviscapus

灯盏乙素是药用植物灯盏花(Erigeron breviscapus)核心药效成分,在治疗缺血性脑血管疾病脑栓塞和脑溢血等方面疗效显著,是治疗心脑血管类疾病的良好天然药物。

灯盏花核心药效成分——灯盏乙素(scutellarin)

云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心、云南省药用植物生物学重点实验室杨生超教授团队和中科院天津工业生物技术研究所江会锋研究团队合作,在灯盏花基因组测序的基础上,成功地筛选到了灯盏花素合成途径中的关键酶基因(P450酶基因EbF6H和糖基转移酶基因EbF7GAT),并在酿酒酵母底盘细胞中成功构建了灯盏乙素全合成的细胞工厂。通过代谢工程改造与发酵工艺优化,灯盏乙素含量达108 mg/L,初步具备了工业化生产的潜在能力。该研究成果以“Engineering yeast for the production of breviscapine by genomic analysis and synthetic biology approaches”为题,2018年1月31日在线发表于Nature Communications期刊网站(DOI: 10.1038/s41467-018-02883-z)。中科院天津工业生物所博士研究生刘晓楠、助理研究员程健和云南农业大学副教授张广辉为该文共同第一作者。中科院天津工业生物所江会锋研究员和云南农业大学杨生超教授为该文的共同通讯作者。

灯盏乙素合成途径以及构建合成灯盏花素的酵母细胞工厂

(a) 灯盏乙素合成途径;(b) 建合成灯盏乙素的酵母细胞工厂;(c) 色谱分析验证灯盏乙素在酵母细胞工厂中被合成;(d) 质谱检测发酵产物分子结构

灯盏乙素全合成的完成,为工业化生产中药组分提供了一条新途径,为中药现代化提供了一种新的模式。标志着我省在合成生物学研究领域的重大突破,也是我省在药用植物研究领域的重大成果之一,将会对我省中药材和大健康产业起到巨大的推动作用。

目前,已经与我省灯盏花产业龙头企业昆明龙津药业股份有限公司达成合作意向,将共同推进灯盏花素规模化生产和药物转化。

昆明龙津药业灯盏花种植基地

灯盏花是云南省重点开发的“五大天然系列”药物之一,市场需求量以每年15%的速度持续增长,我省则是灯盏花的主产区,聚集了我国几乎全部的原料药材和提取物生产。云南农业大学杨生超教授团队长期致力于灯盏花产业关键技术研究,最早完成了灯盏花的人工驯化栽培、新品种选育和GAP基地建设,选育的新品种累计推广10余万亩,与企业合作建立直播覆膜避雨栽培技术极大地降低了根腐病的发生,两次获得云南省科技进步奖。近年来,杨生超教授团队和中国科学院等多家单位合作,开展了灯盏花基因组测序、全基因组选择育种和核心药效成分全合成等方面研究,并于2017年率先完成了灯盏花基因组测序,研究论文发表于知名学术刊物“GigaScience”。

该项目得到云南省科技厅重大科技专项“灯盏花产业链关键技术开发及产业化应用”、国务院农村综合改革领导小组办公室云南省农业社会化服务体系改革试点项目、国家自然科学基金项目等专项资助。

研究论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-018-02883-z


编辑:刘勇

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