青蒿素在合成生物学中的研究进展-补充资料.ppt

青蒿素在合成生物学中的研究进展-补充资料 武文波 2015210441 王澳克 2015201103 美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌 2 0 0 6 年 , 美国的 K e a s l i n g从青蒿腺毛中克隆得到了紫穗槐-4, 11-二烯氧化酶基因 CYP71AV1。对底物具有特异性, 只能作用于紫穗槐-4, 11-二烯。并成功设计出能够生产抗疟疾特效药“青蒿素”前体的细胞 基于Keasling的初期研究，赛诺菲公司开发出了菌株，现在利用它生产出了一种青蒿素化学前体。至今人们都是从青蒿植物中提取青蒿素化合物。赛诺菲公司的研究人员随后将来自青蒿或是工程菌的青蒿素，转变为了一种活性抗疟疾药物青蒿琥酯。 成功设计前体细胞 与赛诺菲公司联合制药 美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌 起始于Keasling实验室发现将苦艾（wormwood）和酵母的基因植入到细菌中，可使细菌生成一种可化学转换为青蒿素的化合物。研究证实，其在化学上更接近于现实药物。利用Keasling实验室的合成生物学技术，赛诺菲将这一基因与其他的植物基因添加到工程菌中，促使生成了青蒿酸。 在青蒿素联合疗法（ACTs）中通常是将青蒿素与另一种抗疟药结合使用。赛诺菲表示它致力于利用一种非营利性的、无亏损的生产模型，来生成半合成青蒿素，这将有助于让发展中国家的药物维持在低价位。Keasling说，尽管ACTs的价格因产品而异，除了植物来源供应，获得其关键的成分的新资源，应该可以确保稳定的成本和供应。 进一步研究成果 青蒿素联合疗法（ACTs） 这3个模块都由一些可拆卸的即插即用的元件构成， 因此，既可以方便地对模块中的元件进行优化，也能便捷地将这些模块用于其他代谢途径的构建，将众多复杂的生物合成途径演变成了可随时拆卸用的工程化生物系统。 美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌 加拿大Covello小组的研究成果 关于提高产量的研究 加拿大Covello小组于2008年将新克隆的青蒿DBR2基因连同ADS，CYP71AV1和CPR基因一同导入酿酒酵母，率先培育出合成双氢青蒿酸的酵母工程菌，其中双氢青蒿酸产率为15.7?mg/L，青蒿酸产率11.8?mg/L。 通过添加植物激素、营养成分、光照、非生物胁迫刺激剂等试图提高青蒿培养细胞的青蒿素含量。 Farhi M, Marhevka E, Ben-Ari J, et al. Generation of the potent anti-malarial drug artemisinin in tobacco [J]. Nat Biotechnol, 2011, 29: 1072?1074. 张万斌团队的研究成果 关于放大实验的研究 从2005年开始，张万斌带领团队将青蒿酸还原后得到二氢青蒿酸，再使用自主开发的一种特定催化剂，让二氢青蒿酸经一个无须光照的常规反应装置，方便高效地得到过氧化二氢青蒿酸（酵母工程菌发酵生产青蒿酸）。然后，经氧化重排等化学反应，高收率地得到青蒿素。历时7年，2012年7月，他们研发出一种不需要使用光照的化学合成方法，将青蒿素的合成效率提高到60%。 2012年至今的3年里，张万斌等人正在努力将这一技术推向工业化。“我们已做到30升（公斤）级的放大实验，还比较顺利。目前正准备做300升的放大试验，争取早日实现青蒿素的人工合成规模化生产，使青蒿素的低成本稳定供应变为现实。”张万斌说。 青蒿素提取和基因工程生产:科技传承 屠呦呦: 中国大陆首位科学类诺奖获得者, 发现并分离提取青蒿素,证实对疟疾的疗效 * Ro D K, Paradise E M, Ouellet M, etal. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid inengineered yeast. Nature, 2006, 440(7086): 940-943. 小组分工安排 学号 班级 姓名 主要工作 2015201103 生研1505 王澳克 查阅材料、讨论、 制作PPT 2015210441 生研1503 武文波 汇总资料、讨论、 课程展示 2003年，美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌，在这个工程菌中，导入了3个模块，即甲羟戊酸合成模块(顶部模块，top module)、FPP合成模块(bottom module)和