青蒿素在合成生物学中的 研究进展-补充资料
武文波 2015210441 王澳克 2015201103
美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能 制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌
成功设计前体细胞
与赛诺菲公司联合制药
2 0 0 6 年 , 美国的 K e a s l i n g从青 蒿腺毛中克隆得到了紫穗槐-4, 11-二 烯氧化酶基因 CYP71AV1。对底物具 有特异性, 只能作用于紫穗槐-4, 11-二 烯。并成功设计出能够生产抗疟疾特效 药“青蒿素”前体的细胞
美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能 制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌
甲羟戊酸合成模块(顶部模块， 这3个模块都由一些可拆
top module)
卸的即插即用的元件构成，
因此，既可以方便地对模
FPP合成模块(底部模块， bottom module)
块中的元件进行优化，也 能便捷地将这些模块用于 其他代谢途径的构建，将
Ro D K, Paradise E M, Ouellet M, etal. Production of the antimalarial drug precursor artemisinic acid inengineered yeast. Nature, 2006, 440(7086): 940-943.
进一步研究成果
青蒿素联合疗法（ACTs）
起始于Keasling实验室发现将苦艾 （wormwood）和酵母的基因植入到细菌中， 可使细菌生成一种可化学转换为青蒿素的化 合物。研究证实，其在化学上更接近于现实 药物。利用Keasling实验室的合成生物学技 术，赛诺菲将这一基因与其他的植物基因添 加到工程菌中，促使生成了青蒿酸。
众多复杂的生物合成途径
紫穗槐-4，11-二烯合成模块 演变成了可随时拆卸用的
工程化生物系统。
加拿大Covello小组的研究成果
关于提高产量的研究 加拿大Covello小组于2008年将新克隆的青蒿DBR2基因连同 ADS，CYP71AV1和CPR基因一同导入酿酒酵母，率先培育 出合成双氢青蒿酸的酵母工程菌，其中双氢青蒿酸产率为 15.7 mg/L，青蒿酸产率11.8 mg/L。 通过添加植物激素、营养成分、光照、非生物胁迫刺激剂等 试图提高青蒿培养细胞的青蒿素含量。
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小组分工安排
学号
2015201103 2015210441班级生研1505姓名
王澳克
生研1503 武文波
主要工作
查阅材料、讨论、 制作PPT
汇总资料、讨论、 课程展示
关于放大实验的研究
从2005年开始，张万斌带领团队将青蒿酸还原后得到二氢青 蒿酸，再使用自主开发的一种特定催化剂，让二氢青蒿酸经 一个无须光照的常规反应装置，方便高效地得到过氧化二氢 青蒿酸（酵母工程菌发酵生产青蒿酸）。然后，经氧化重排 等化学反应，高收率地得到青蒿素。历时7年，2012年7月， 他们研发出一种不需要使用光照的化学合成方法，将青蒿素 的合成效率提高到60%。
基于Keasling的初期研究，赛诺菲公 司开发出了菌株，现在利用它生产出 了一种青蒿素化学前体。至今人们都 是从青蒿植物中提取青蒿素化合物。 赛诺菲公司的研究人员随后将来自青 蒿或是工程菌的青蒿素，转变为了一 种活性抗疟疾药物青蒿琥酯。
美国伯克利分校的Keasling课题组构建了一个能 制备紫穗槐-4，11-二烯的E.coli工程菌
2012年至今的3年里，张万斌等人正在努力将这一技术推向 工业化。“我们已做到30升（公斤）级的放大实验，还比较 顺利。目前正准备做300升的放大试验，争取早日实现青蒿 素的人工合成规模化生产，使青蒿素的低成本稳定供应变为 现实。”张万斌说。
青蒿素提取和基因工程生产:科技传承
屠呦呦: 中国大陆首位科学类 诺奖获得者, 发现并分离提取 青蒿素,证实对疟疾的疗效
在青蒿素联合疗法（ACTs）中通常是将青 蒿素与另一种抗疟药结合使用。赛诺菲表 示它致力于利用一种非营利性的、无亏损 的生产模型，来生成半合成青蒿素，这将 有助于让发展中国家的药物维持在低价位。 Keasling说，尽管ACTs的价格因产品而异， 除了植物来源供应，获得其关键的成分的 新资源，应该可以确保稳定的成本和供应。
Farhi M, Marhevka E, Ben-Ari J, et al. Generation of the potent anti-malarial drug artemisinin in tobacco [J]. Nat Biotechnol, 2011, 29: 1072−1074.
张万斌团队的研究成果