（記者李哲 通訊員張華）天津大學(xué)合成生物學(xué)團(tuán)隊(duì)首次采用大腸桿菌共培養(yǎng)策略合成了紅景天苷,，產(chǎn)量達(dá)到6.03克/升,，是用單菌生產(chǎn)的20倍以上。近日,，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《代謝工程》上,。

  紅景天苷作為珍稀中藥材紅景天的活性成分，廣泛應(yīng)用于治療腦缺血,、疲勞,、缺氧和神經(jīng)退化性疾病，還具有保護(hù)肝臟,、預(yù)防壓力引起的心血管紊亂等功效,。目前，從植物紅景天中提取分離紅景天苷仍是其主要獲取方式。但野生紅景天生長(zhǎng)在海拔2500米～5500米的高寒地區(qū),，由于3年～5年生的根才能用于提取紅景天苷,，可采集的資源十分有限，且紅景天苷含量很少,。而我國(guó)年消費(fèi)紅景天藥材高達(dá)7000噸,。

  研究人員將紅景天苷的生物合成途徑分配在兩個(gè)菌株中，進(jìn)行了深度代謝改造,。一株為苯丙氨酸缺陷型的苷元菌株,，以木糖為主碳源，合成酪醇,。另一株為酪氨酸缺陷型的糖基化菌株,，以葡萄糖為碳源，將酪醇糖基化后,，生成紅景天苷,。新設(shè)計(jì)的兩種菌株無(wú)法獨(dú)立存活，但將兩株菌一起培養(yǎng)時(shí),，苷元菌株可以提供糖基化菌株需要的酪氨酸,，糖基化菌株可以提供苷元菌株需要的苯丙氨酸，形成彼此依賴的互利共生系統(tǒng),。同時(shí),，為解除兩種菌株對(duì)葡萄糖的碳源競(jìng)爭(zhēng)，研究人員通過(guò)代謝改造,，使苷元菌株可以優(yōu)先利用木糖,，糖基化菌株只能利用葡萄糖，從而保證了更多的葡萄糖進(jìn)入糖基化菌株合成紅景天苷,。該互養(yǎng)系統(tǒng)還可通過(guò)調(diào)控葡萄糖和木糖的比例控制兩種菌群的比例,，從而使共培養(yǎng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定和高效。

  專家指出,，該共培養(yǎng)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是,，只要更換糖基化酶基因，就可合成其他糖苷產(chǎn)物,，在實(shí)際應(yīng)用中具有極強(qiáng)的靈活性,。此外，大腸桿菌是繁殖速度最快的工業(yè)微生物,，其發(fā)酵原料可從秸稈等纖維素生物質(zhì)中制備,，廉價(jià)易得，因而具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景,。