基于多组学研究的CYP5035基因发现，使得在酵母中异源表达和工程化生产厚壁酸成为可能

摘要

厚朴酸是灵芝（Poria cocos）中的一种关键生物活性三萜类化合物，这种药用真菌在传统中医中广泛应用，其抗肿瘤和抗炎作用主要归功于厚朴酸。然而，由于厚朴酸在自然界中的含量较低，且其生产依赖于以松木为培养基的工艺，这限制了其大规模生产和临床应用。已知甲基茉莉酸（MeJA）能够刺激植物和真菌中的三萜类化合物生物合成。在本研究中，我们用MeJA处理液培养的灵芝菌丝，并结合转录组学和靶向代谢组学分析，鉴定出一种细胞色素P450基因CYP5035，该基因的表达与厚朴酸的积累密切相关。随后，我们通过在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中异源表达CYP5035来验证其功能。通过对酵母菌株进行氧化还原伙伴优化和动态代谢流重定向的代谢工程改造，显著提高了厚朴酸的产量。我们的工作不仅揭示了MeJA诱导三萜类化合物合成的分子机制，还为厚朴酸的绿色高效生产建立了一个可持续的微生物平台。