文献类型：期刊文章

作　　者：熊亮斌[1,2] 宋璐[1] 赵云秋[1] 刘坤[1] 刘勇军[1] 王风清[1] 魏东芝[1]

XIONG Liangbin;SONG Lu;ZHAO Yunqiu;LIU Kun;LIU Yongjun;WANG Fengqing;WEI Dongzhi(State Key Laboratory of Bioreactor Engineering,Newworld Institute of Biotechnology,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China;Collaborative Innovation Center for Biomedicine,Shanghai University of Medicine and Health Sciences,Shanghai 201318,China)

机构地区：[1]华东理工大学,鲁华生物技术研究所,生物反应器国家重点实验室,上海200237 [2]上海健康医学院,协同科研中心,上海201318

出　　处：《合成生物学》

基　　金：国家自然科学基金(21776075,21978084);中国博士后基金面上项目(2020M671028)。

年　　份：2021

卷　　号：2

期　　号：6

起止页码：942-963

语　　种：中文

收录情况：CSCD、CSCD_E2021_2022、普通刊

摘　　要：甾体化合物(简称甾体)分布广泛、功能卓越,在机体生长、物种繁育以及代谢调控等方面,发挥着难以取代的生理功能。因此,天然甾体及其衍生物被广泛用于生殖健康、内分泌调控等领域,是器官移植、重症感染等许多危重疾病的“刚需药”和“救命药”。甾体结构复杂、构型精巧,很难通过化学全合成来生产,当前主要以天然甾体皂素或甾醇为原料,通过化学与生物转化相结合的半合成法获得。然而,甾体药物的生产路线长、工艺复杂、收率低,涉及大量有毒有害试剂和重金属催化剂的使用,污水废渣排放量大、处理难度高,总体成本居高不下。为改变此局面,推动产业的转型升级,大力开发绿色生物制造技术是行业健康发展的大势所趋。当前,甾体制药工业正处于以生物催化转化取代化学合成的产业升级阶段,随着高效酶和细胞转化的成功应用,传统的甾体生产模式正发生着深刻变化。在此基础上,若能进一步利用合成生物学技术,创建可高效从头合成甾体的微生物细胞工厂,则将彻底改变甾体制药的工业模式,切实实现甾体药物的绿色制造。近年来,已有利用微生物从头合成部分甾体化合物的报道,然而由于甾体的天然合成机制异常复杂,如何实现细胞工厂的高效生产,仍是目前面临的主要挑战。本文从甾体药物生产方式的演变出发,系统综述了甾体生物催化转化和从头合成的最新进展,重点阐述了甾体生物催化转化酶的挖掘及改造、微生物代谢转化甾醇机制的解析及转化细胞工厂的开发、微生物从头合成甾体人工路线的创建三部分内容,以期对甾体药物绿色生物制造的现状和趋势做出合理的总结与展望。

关 键 词：甾体化合物 绿色生物制造  生物催化转化  从头生物合成  微生物细胞工厂  

分 类 号：Q819[生物工程类]