研究背景：罗汉果醇是一种葫芦烷型四环三萜类化合物，是罗汉果甜苷（mogrosides）的苷元，具有降血糖、降血脂的药理作用，这些作用是通过激活AMP激活的蛋白激酶（AMPK）途径实现的。目前，罗汉果醇主要通过从罗汉果（Siraitia grosvenorii）中提取获得，但这种方法存在产率低且提取过程繁琐的问题。微生物细胞工厂在异源天然产物生物合成方面具有快速生长、易于遗传操作和产物提取等优点，因此，开发微生物细胞工厂进行罗汉果醇的高效生物合成成为一种重要的研究方向。
研究问题：解决以下两个关键问题：

o    如何在酿酒酵母中构建罗汉果醇的从头生物合成途径？

o    如何通过代谢工程策略优化该途径以提高罗汉果醇的产量？

研究结果：

·         罗汉果醇从头生物合成途径的构建：研究者们在酿酒酵母中成功构建了罗汉果醇的从头生物合成途径。这一途径包括异源表达SgCDS、SgEPH3、CYP87D18和AtCPR1基因，这些基因是罗汉果醇合成途径中的关键酶。

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·         代谢工程策略的优化：为了提高罗汉果醇的产量，研究者们采取了一系列代谢工程策略。首先，通过敲除MLS1和CIT2基因，增强了乙酰辅酶A的供应，这是罗汉果醇合成的前体物质。

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·         使用CRISPRi系统抑制甾醇合成途径，减少了与罗汉果醇合成竞争前体的副产物。优化了P450酶的表达和还原系统，提高了罗汉果醇合成途径中关键酶的催化效率。

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·         罗汉果醇产量的提高：通过上述策略的综合应用，罗汉果醇的产量达到了9.1μg/L，这是原始菌株产量的455倍。这一结果证明了所采取的代谢工程策略的有效性。

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研究意义：本文通过系统地构建和优化罗汉果醇的从头生物合成途径，不仅提高了罗汉果醇的产量，还为天然产物的微生物合成提供了新的思路和策略。这一成果具有潜在的工业应用价值，并为其他天然产物的生物合成提供了有益的参考和借鉴。
文献来源：Wang S, Xu X, Lv X, Liu Y, Li J, Du G, Liu L. Construction and Optimization of the de novo Biosynthesis Pathway of Mogrol in Saccharomyces Cerevisiae. Front Bioeng Biotechnol. 2022 May 27;10:919526. doi: 10.3389/fbioe.2022.919526. PMID: 35711645; PMCID: PMC9197265.