紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

紫杉醇生物合成的研究

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的天然次生代谢产物。研究紫杉醇的生物合成对于人为定向地提高合成效率以及克隆重组合成中的关键酶基因,进而提高紫杉醇的合成量,都是十分有意义的基础工作。本文以植物和微生物的次生代谢及其主要代谢途径为知识背景,介绍了紫杉烷类物质的基本结构及其结构骨架的分类情况,综述了近年来围绕紫杉醇二萜骨架和侧链基团的生物合成途径的研究进展,对合成中的影响因素进行了初步的讨论。     

基于定量PCR技术探讨紫杉醇生物合成的限速步骤

次生代谢产物牛物合成受到发育和诱导的调控,本实验研究了组织分化和诱导处理对紫杉醇生物合成的影响,并采用定量PCR技术分析了紫杉醇生物合成不同阶段关键酶基因的动态表达特征。结果表明。紫杉醇主要分布在中国红豆杉（Taxus chinensis）树皮和根皮组织中,针叶内含量很少,催化紫杉醇功能官能团连接的关键酶摹因也主要定位在树皮和根皮组织巾;茉莉酸甲酯（MJ）和真菌诱导子F5分别提高了中国红豆杉悬浮培养细胞HG-1紫杉醇得率8倍和10倍,同时有效诱导紫杉醇生物合成基因的表达。发现催化紫杉醇侧链连接的基因与紫杉醇生物合成早正相关。结果表明。紫杉醇生物合成的限速步骤是催化功能官能团连接的步骤。     

紫杉醇生物合成的研究进展

对国内外期刊中有关紫杉醇生物合成部位,途径及其影响因素的研究作了综述,提出了人工调控紫杉醇生物合成的几条途径。     

紫杉醇的生物合成途径和参与催化的酶

通过了解紫杉醇生物合成途径和途径中的催化酶 ,特别是催化限速步骤的关键酶以及这些酶的编码基因 ,从而从分子水平对该途径实施人工操纵 ,将是发展先进的生物工艺大量生产紫杉醇的前提。文章介绍了紫杉醇生物合成途径和催化酶类的研究进展 ,并简略讨论了紫杉醇生物合成研究领域所面临的问题     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望北大核心CSCD

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

紫杉醇生物合成研究历史、现状及展望

紫杉醇是从红豆杉中分离出来的一种二萜类化合物,是目前临床上使用最广泛的抗癌药物之一。回顾了紫杉醇生物合成的研究历史,主要包括参与红豆杉紫杉醇生物合成的结构基因、调控基因、红豆杉代谢组、内生真菌紫杉醇生物合成研究历史以及国际上紫杉醇生物合成专利情况等。介绍了近年来红豆杉和内生真菌紫杉醇生物合成研究的现状。最后探讨了本领域未来的研究方向并对其前景进行展望。     

紫杉醇生物合成相关酶类的研究进展

紫杉醇是红豆杉属植物次生代谢产物之一,是近20年来抗癌药物研究领域的重要发现。弄清楚紫杉醇合成途径和相关酶的反应可以从根本上大大提高紫杉醇的产量。综述近几年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究工作,包括已经得到相应cDNA克隆的紫杉二烯合成酶,细胞色素P450氧化酶和3个紫杉烷的乙酰转移酶,由于GGPP是紫杉醇合成的必需前体,HMGR和GGPP合成酶的相关情况也有简述。     

Clomazone对中国红豆杉细胞培养的影响

以中国红豆杉（Taxus chinensis）悬浮细胞为材料,研究了Clomazone（广灭灵）对培养细胞生长及紫杉醇和糊胡萝卜素合成的影响。探讨紫杉醇生物合成途径人工调控的方法。结果表明在细胞培养第20d加终浓度为20mg/L的Clomazone,对细胞生长影响较小,紫杉醇含量最高,达4263μg/L,约为对照的3倍。Clomazone可以抑制红豆杉细胞类胡萝卜素的合成,其对紫杉醇产量的提高可能与其抑制类胡萝卜素的合成有关。Clomazone与Methyl jasmorale (MJ)及Chloroholine chloride（CCC）对紫杉醇含量的提高有协同作用。     

紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进展

抗癌新药紫杉醇是具有萜类环状结构的一种重要次生代谢产物 ,研究紫杉醇的生物合成对于通过基因工程手段提高紫杉醇的产量 ,解决目前资源紧缺造成的巨大供求矛盾具有重要意义 ,这就需要对紫杉醇生物合成途径中催化各步反应 (尤其是关键步骤 )的酶以及编码这些酶的基因有个全面的了解。对近年来紫杉醇生物合成途径中相关酶的研究进行了综述 ,大部分酶及相关基因已被分离、克隆 ,但还有一些酶及相关基因没有发现 ,有待继续深入研究。     

紫杉醇生物合成的研究进展

本文对近年来研究紫杉醇的生物合成及生物合成途径中关键酶的进展进行了评述。目前紫杉醇的生物合成途径已经基本明了,其生物合成途径中环化酶的基因已经克隆成功。在分子及基因水平上大量生产紫杉醇的曙光已经出现。     

红豆杉细胞悬浮培养生产紫杉醇研究进展

介绍了近年来由红豆杉细胞培养生产紫杉醇领域取得的进展,其中特别介绍了由紫杉醇生物合成途径及其代谢酶类的研究发展而来的用基因工程方法改良细胞系,为提高紫杉醇产量而采取添加前体物质,诱导子,抑制子等方面的研究。     

内生真菌紫杉醇生物合成的研究现状与展望

紫杉醇是重要的抗癌药物之一,已经证明其对多种癌症具有显著疗效。目前,人们主要是从红豆杉的树皮中提取、分离和纯化紫杉醇,但由于红豆杉为生长缓慢、散生、濒危的珍稀植物,且随着紫杉醇临床用途的不断拓宽,市场需求的稳定增长,单纯依靠从红豆杉树皮中提取紫杉醇已经无法满足日益增长的市场需求。为了解决紫杉醇的药源不足,科学家已把目光从红豆杉树分离提取紫杉醇转向了其他替代方法,如化学全合成、半合成、组织培养与细胞培养、微生物发酵法生产紫杉醇等。因此,了解内生真菌紫杉醇生物合成的分子基础和遗传调控机制,对解析内生真菌紫杉醇生物合成机制、构建高产紫杉醇基因工程菌株和早日实现内生真菌紫杉醇工业化生产具有重要的科学意义和现实意义。结合本课题组多年来的科研工作,概述了红豆杉细胞紫杉醇生物合成途径、内生真菌发酵生产紫杉醇的优势、产紫杉醇内生菌的分离研究现状和生物多样性及紫杉醇生物合成相关基因的研究现状。内生真菌生物发酵合成紫杉醇是可以无限生产、大量获取紫杉醇、解决紫杉醇药源短缺问题的很有前景的方法之一。     

Metabolic engineering for the production of clinically important molecules: Omega-3 fatty acids, artemisinin, and taxol

Driven by requirements for sustainability as well as affordability and efficiency, metabolic engineering of plants and microorganisms is increasingly being pursued to produce compounds for clinical applications. This review discusses three such examples of the clinical relevance of metabolic engineering: the production of omega-3 fatty acids for the prevention of cardiovascular disease; the biosynthesis of artemisinic acid, an anti-malarial drug precursor, for the treatment of malaria; and the production of the complex natural molecule taxol, an anti-cancer agent. In terms of omega-3 fatty acids, bioengineering of fatty acid metabolism by expressing desaturases and elongases, both in soybeans and oleaginous yeast, has resulted in commercial-scale production of these beneficial molecules. Equal success has been achieved with the biosynthesis of artemisinic acid at low cost for developing countries. This is accomplished through channeling the flux of the isoprenoid pathway to the specific genes involved in artemisinin biosynthesis. Efficient coupling of the isoprenoid pathway also leads to the construction of an Escherichia coli strain that produces a high titer of taxadiene-the first committed intermediate for taxol biosynthesis. These examples of synthetic biology demonstrate the versatility of metabolic engineering to bring new solutions to our health needs.     

阿维菌素的生物合成与途径工程

阿维菌素是一种高效安全的大环内酯杀虫杀螨剂。本文介绍了阿维菌素生物合成的步骤及参与合成步骤的有关酶系统和基因簇。对阿维菌素 8个组分合成的遗传控制基因 ,特别是对其中B1a组分合成的遗传控制位点进行讨论分析 ,并介绍了利用途径工程改造阿维链霉菌生产合成单一高效组分B1a和提高活性组分产量的研究进展。     

Transcript profiling of jasmonate‐elicited Taxus cells reveals a β‐phenylalanine‐CoA ligase

Plant cell cultures constitute eco‐friendly biotechnological platforms for the production of plant secondary metabolites with pharmacological activities, as well as a suitable system for extending our knowledge of secondary metabolism. Despite the high added value of taxol and the importance of taxanes as anticancer compounds, several aspects of their biosynthesis remain unknown. In this work, a genomewide expression analysis of jasmonate‐elicited Taxus baccata cell cultures by complementary DNA‐amplified fragment length polymorphism (cDNA‐AFLP) indicated a correlation between an extensive elicitor‐induced genetic reprogramming and increased taxane production in the targeted cultures. Subsequent in silico analysis allowed us to identify 15 genes with a jasmonate‐induced differential expression as putative candidates for genes encoding enzymes involved in five unknown steps of taxane biosynthesis. Among them, the TB768 gene showed a strong homology, including a very similar predicted 3D structure, with other genes previously reported to encode acyl‐CoA ligases, thus suggesting a role in the formation of the taxol lateral chain. Functional analysis confirmed that the TB768 gene encodes an acyl‐CoA ligase that localizes to the cytoplasm and is able to convert β‐phenylalanine, as well as coumaric acid, into their respective derivative CoA esters. β‐phenylalanyl‐CoA is attached to baccatin III in one of the last steps of the taxol biosynthetic pathway. The identification of this gene will contribute to the establishment of sustainable taxol production systems through metabolic engineering or synthetic biology approaches.     

诱导子在红豆杉细胞培养生产紫杉醇中的应用研究进展

诱导子作为一种调控植物次生代谢产物生物合成的重要手段,用于红豆杉(Taxus)细胞培养生产紫杉醇的研究效果显著。本文分别就生物诱导子和非生物诱导子促进紫杉醇生物合成及其可能的作用机制进行了综述。     

产番茄红素基因工程菌的研究进展

番茄红素是一种重要的类胡萝卜素,具有许多生物功能和生物活性,尤其在保护人类健康方面起着重要的作用。随着番茄红素生物合成途径的阐明及其相关基因的克隆,运用基因工程手段调控番茄红素的合成已经成为可能。本文首先综述了番茄红素生物合成途径及合成途径中相关基因的克隆,然后对近年来构建的番茄红素基因工程菌进行了全面的总结,包括：运用DNA重组技术使异源微生物大肠杆菌、酵母等生产番茄红素,以及通过过表达特定基因从而提高霉菌等产番茄红素的量,最后分析了改造过程中存在的主要问题,并展望了未来的研究方向。     

诱导子在红豆杉细胞培养生产紫杉醇中的应用研究进展

诱导子作为一种调控植物次生代谢产物生物合成的重要手段,用于红豆杉(Taxus)细胞培养生产紫杉醇的研究效果显著。本文分别就生物诱导子和非生物诱导子促进紫杉醇生物合成及其可能的作用机制进行了综述。     

植物类胡萝卜素生物合成及其相关基因在基因工程中的应用

近年来类胡萝卜素生物合成基因的分离与功能鉴定,为应用基因工程技术改变植物体内类胡萝卜素成份和提高类胡萝卜素含量提供了新的基因资源.有关类胡萝卜素合成的生物化学及其在体内调控研究的新进展,使通过遗传操作调控植物体内类胡萝卜素生物合成途径成为可能.该文综述了类胡萝卜素生物合成途径及其相关基因的研究现状,并结合作者的工作介绍了应用转基因技术改变植物体内类胡萝卜素成份与含量的最新成功的事例.