江南大学饶义剑团队Biotech Adv四氢异喹啉生物碱天然合成途径解析及微生物异源合成

江南大学饶义剑教授团队在《Biotechnology Advances》上发表文章，系统阐述了四氢异喹啉生物碱（THIAs）的天然合成途径解析及微生物异源合成的研究进展。THIAs是一类重要的植物次生代谢产物，具有广泛的药理活性，如镇痛、抗菌和抗癌等。然而，传统的植物提取方法效率低，难以满足市场需求。随着合成生物学和代谢工程的发展，利用微生物异源合成THIAs成为了一种极具潜力的替代方案。通过基因组学、转录组学和代谢组学技术的进步，研究人员解析了多个THIAs的天然合成途径，特别是在大肠杆菌和酿酒酵母中实现了多种THIAs的高效合成，如吗啡、诺司卡品和血根碱等。此外，化学酶级联反应也为THIAs的合成提供了新的思路。尽管目前仍面临产量低等挑战，但通过新酶挖掘、辅因子工程、模块化调控和设计人工多酶级联反应等策略，未来有望实现THIAs的工业化生产。这项研究为THIAs的高效生物合成提供了新的思路，预示着未来通过微生物工厂大规模生产这些高价值化合物的可能性。