基于“推-拉”策略提高解脂耶氏酵母中β-榄香烯的合成的研究文献综述

文献综述

一.前言萜类化合物是已知天然产物中最大的一类，已知结构已超5万种，是以异戊二烯为结构单元的一系列化合物的统称，根据异戊二烯单元的数目可分为半萜(C5)、单萜(C10)、倍半萜(C15)、二菇(C20)、三萜(C30)、四萜(C40)和多萜(Cgt;40)。

在植物中尤其普遍，其中许多是植物生长、发育和一般代谢所必需的。

如赤霉素和脱落酸是密切调控植物生长发育的天然激素，质体醌和泛素酮是光合和呼吸链中重要的电子载体等。

具有多种生物活性，在食品和制药行业具有很高的应用价值，可以作为重要的生产原料等，在未来也具有替代某些化石燃料的潜力。

beta;-榄香烯是一种挥发性天然倍半萜，其化学名称是1﹣甲基﹣1﹣乙基烯﹣2,4二异丙基环己烷，从温莪术和香茅等植物中提取分离得来，是国家二类抗肿瘤药物榄香烯的主要活性成分，对白血病、脑癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、宫颈癌、结肠癌、喉癌和肺癌细胞等均有一定的抗肿瘤活性，目前没有报道过有严重的副作用，因此其利用价值极高。

前人研究发现其抗肿瘤机制主要包括诱导癌细胞凋亡、抑制癌细胞增殖、影响细胞周期，抑制肿瘤细胞的迁移和侵袭、诱导细胞保护性自噬等。

目前，世界各国获取beta;-榄香烯的主要途径有直接从植物挥发油提取和化学合成，但是都存在诸多弊端，直接从植物中提取存在1.植物中含量少，提取后杂质多，且难以分离，最终产品纯度较低；2．植物生长缓慢且需要合适的地理和气候条件，难以大规模培养，所以难以实现工业化生产。

化学合成存在1.合成难度高，步骤繁琐，成本高；2产生较多三废，污染环境，危险性高等，所以也不太合适。

但是，随着微生物代谢工程、合成生物学及遗传改造技术(如CRISPR/Cas、Cre/loxP等)的快速发展等相关技术的发展，给我们提供了一条新思路，即联合合成生物学和微生物代谢工程，使目标产物天然合成路径的一部分功能模块和微生物宿主自身的一部分代谢模块重新在宿主体内组装、优化，使得该宿主能够合成该目标产物或目标产物的前体等，该方法好在1．可大量生产一些从原材料中提取难、少，化学合成困难的高价值代谢物；2．反应条件温和，低碳安全环保，节约成本，可持续发展等，目前已有许多研究人员参与这方面研究。