制药工程文献翻译——摘要

青蒿素是一种含有内过氧桥的倍半萜内酯，是从中国药用植物青蒿中分离出的一 种有效的抗疟药物。由于其对抗多种疟疾的有效性，因此成为了世界卫生组织推崇的 治疗疟疾的首选药。迄今为止，植物青蒿仍青蒿素的主要商业来源。虽然通过酵母青 蒿酸合成青蒿素是目前可行的，但另一种更有前途的方法，是使用植物代谢工程在转 基因植物中获得更高的青蒿素含量，以减少青蒿素的价格。在过去的几年中，农杆菌 介导的青蒿转化体系已经建立，其中许多涉及到青蒿素生物合成基因已被成功转移到 青蒿植物。在本次研究中，对通过转基因的方法来提高青蒿中的青蒿素含量的研究进 展和未来的发展前景进行了总结和讨论。

关键词青蒿素；青蒿素生物合成途径；青蒿；代谢调节；次生代谢

1.简介

疟疾，是许多热带国家最严重的健康问题之一，每年会有超过 660,000 人因此死

亡。经估算，到 2011 年预计 220,000,000 人将处在疟疾的危险下。从草本植物青蒿中提取出来的青蒿素中含有内过氧桥,是一种倍半萜内酯，能够有效的治疗具有抗药  性的疟疾。以青蒿素为基础的复合疗法经世卫组织认证，是治愈疟疾的最好的选择。 正如其他次级代谢产物，从天然青蒿的干叶中仅能够提取到大概 0.1-1%的微量青蒿素，这就造成了这种有效药物的供应不足及价格昂贵。

根据几个研究组织的近期成果，青蒿素的生物合成已经基本上阐明（图一）。青  蒿素的生物合成途径属于异戊二烯途径。因此，从该途径异戊烯基焦磷酸中产生的法  尼基焦磷酸占据着中心位置。在植物中，有两种独立的方式能够产生异戊烯基焦磷酸： 一种是甲羟戊酸途径发生在细胞溶质中，一种是甲羟戊酸途径在质体中产生。青蒿素  是在腺毛中合成的。紫穗槐-4,11-二烯合酶催化萜类前体 FPP 形成青蒿素前体紫穗槐

-4,11-二烯，并且被认为是青蒿素合成的第一步。然后， 紫穗槐-4,11-二烯在细胞色素P450 单加氧酶(CYP71AV1)催化下,经连续氧化依次生成青蒿醇、青蒿醛和青蒿酸。青蒿素和青蒿酸生物合成的关键酶青蒿醛双键还原酶 (DBR2)，其中青蒿醛受青蒿醛双键还原酶 2(DBR2)催化而还原成双氢青蒿醛, 后者再在青蒿醛脱氢酶 1(ALDH1)催化下氧化成双氢青蒿酸。双氢青蒿酸被认为是青蒿素的前体。迄今，还没有任何一种酶被认定为能够催化双氢青蒿酸向青蒿素转变。相反地，这种反应似乎是非酶促光氧化反应。同样的，青蒿酸通过光氧化酶独立反应转变为青蒿素 B。由于青蒿素的供应不足及价格高昂，如有机全合成，从微生物来源的青蒿酸中的青蒿素半合成，以及转  基因等方式的不同的策略正致力于提高青蒿素的产量。有机全合成方式困难且昂贵， 尽管 ZHU 和 COOK 报告了一种简洁的青蒿素合成方式，即采用廉价材料环已烯酮并取得了一定的规模，要想取得大量的产出资源仍有很多工作要做。近日，青蒿素半合成  取得了巨大的成功。团队报告称，他们能够在每升酿酒酵母中提取 25 克青蒿酸，这将引领青蒿素的产生进入工业程度。同时，在提高青蒿的产量上同样取得了巨大的......