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  丹参酮生物合成途径

(一)技术描述
1.技术主题:
        随着人类生活水平的不断提高和饮食结构的逐渐变化,心脑血管疾病已位居威胁人类健康的重大疾病之首,由此导致丹参酮的需求量剧增。
        利用现代基因工程技术将丹参药用活性成分生物合成途径中的关键酶基因导入到丹参中,获得转基因的发根、细胞系或再生植株,并进行大规模的培养,是提高丹参药用活性成分的含量和解决丹参药源问题的最佳途径。
        丹参酮属于二萜醌类化合物,而所有的天然萜类化合物都来自2个基本的五碳通用前体,即异戊烯基焦磷酸(IPP)和二甲烯丙基焦磷酸(DMAPP)[4]。 然而,生物合成却有2条截然不同的途径,一条是经典的甲羟戊酸(MVA)途径[5],另一条为丙酮酸/磷酸甘油醛(DXP)途径[6。这2条途径分别在不同的亚细胞区域内进行,MVA途径位于细胞质中,DXP途径位于质体中,并且这2条途径中所涉及的酶和基因也完全不同。但是,这2条途径却通过IPP和DMAPP联系在一起,发现的这2条途径中关键酶基因的基本信息。
2.技术属性:
        项目在国家973、863项目及国家自然科学基金等的资助下,系统开展了丹参酮生物合成途径研究、解析其生源途径、并通过人工设计和遗传操作进行合成生物学生产研究,取得了突破进展,获得了丹参酮生物合成途径14个功能基因和5个转录因子,并构建了2个高产代谢中间产物基因工程菌。中国药学会科学技术奖一等奖。
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3.技术特点:
        通过基因工程技术,改造并克隆丹参酮生物合成途径中的关键酶基因并将其导入丹参植株内,获得高产丹参酮的丹参毛状根或再生植株,并对其进行大规模培养是进一步提高丹参酮产量的前提和基础。
4.市场前景:
        通过该项目的开展,建立了系统完整的“功能基因挖掘-生物合成途径解析-合成生物学生产”的药用植物基因资源发掘和保护、有效成分形成分子机制及高效获取的新方法和有效策略,研究成果对于推动我国中药资源可持续利用具有重要的科学意义和应用价值。丹参是我国常用大宗中药之一,临床用药量大,使得药用资源面临巨大挑战。
(二) 应用领域
        该丹参酮是丹参中具有较强生物活性和广泛药理作用的一类脂溶性二萜醌类化合物,是目前国际上广泛认可的有效治疗心脑血管疾病的天然药物之一.天然的丹参酮通过复杂的生物合成途径生成,唇形科植物丹参是其主要来源,然而由于丹参资源有限、丹参酮量低等原因,使丹参酮的产量无法满足市场需求.对丹参酮生物合成过程中的关键酶进行调控。改善冠状动脉供血、抑制血小板聚集、消炎、抑菌及抗肿瘤等方面疗效显著,同时具有抗氧化和提高耐缺氧能力等药理作用
(三)推广及合作方(模)式:
        技术合作或面议。

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