近日，我组与中国中医科学院中药资源中心黄璐琦院士团队合作，以酿酒酵母为宿主，通过筛选和表征磷酸酶以及系统优化细胞去磷酸化反应，实现右旋龙脑异源高效生物合成。

右旋龙脑是中国药典中“天然冰片”的主要成分，具有重要的药用价值，其通常从龙脑香等植物的树脂中提取。但由于植物产量有限，提取过程复杂且成本高昂，无法满足日益增长的市场需求，而微生物合成提供了一条可持续供应途径。虽然酿酒酵母高效合成萜类化合物的策略已被广泛研究，但传统改造策略如优化异戊二烯生物合成途径、加强前体和辅因子供应等，在提高右旋龙脑产量方面效果有限。因此，如何突破微生物中右旋龙脑生物合成效率瓶颈具有一定挑战。

本研究发现龙脑基二磷酸（BPP）去磷酸化反应易受细胞去磷酸化反应和龙脑基二磷酸合酶（BPPS）等副反应的竞争，特别是脂质代谢竞争磷酸酶，限制了右旋龙脑的合成。为此，研究团队通过系统筛选和表征多种磷酸酶，并优化细胞去磷酸化反应，成功提升了右旋龙脑的产量并减少了单萜副产物，显著提高右旋龙脑在产物中的占比。最终，通过优化去磷酸化反应和甲羟戊酸（MVA）途径，使右旋龙脑在合成培养基中的产量提高了33.8倍，摇瓶补料分批发酵的最高产量达到753 mg/L，是目前文献报道的最高产量。

本工作以“Engineering cellular dephosphorylation boosts (+)-borneol production in yeast”为题，于近日发表在Acta Pharmaceutica Sinica B上。该工作的第一作者是我组博士研究生张海燕。该工作得到国家重点研发计划、中央政府重点项目、中国中医科学院创新工程等项目的资助。（文/图 张海燕 校对/王倩）

论文链接： https://doi.org/10.1016/j.apsb.2024.12.039