近日，中国农业科学院生物技术研究所微生物智能设计与合成创新团队和国外科研单位合作，全面总结了十余年来真菌非核糖体肽生物合成途径工程化改造的主要进展、瓶颈问题和发展方向。相关综述文章发表在《天然产物报告（Natural Product Reports）》。
真菌合成的非核糖体肽类次级代谢产物是医用和农用药物的重要来源，如青霉素、头孢菌素、棘白菌素和PF1022A等，在抗菌和杀虫等方面发挥着重要的作用。文章系统总结了当前真菌非核糖体肽生物合成途径4种工程化改造的方法：原菌激活和异源表达、前体导向的生物合成和突变合成、组合生物合成和酶工程、体外生物合成和化学酶合成。接着分别对寡聚环缩肽、环肽和环缩肽、聚酮-非核糖体肽杂合分子以及类非核糖体肽合酶参与生物合成途径的工程化改造进行了总结。目前，真菌非核糖体肽生物工程化改造研究最为深入的是生物防治真菌合成的杀虫寡聚环缩肽，展示了通过改造非核糖体肽合成酶来合成新骨架活性产物的巨大潜力，也为其他类型真菌非核糖体肽合成酶的研究提供了范式。然而，受限于大多数真菌巨型非核糖体肽合成酶（大于数百甚至上千千道尔顿）异源表达的技术瓶颈，多于三个模块的非核糖体肽合成酶的改造鲜有报道。文章进一步分析了理论与现有方法存在的差距，特别是和原核非核糖体肽合成途径工程化改造之间的差距，探讨了当前该领域的局限性和优先发展的方向，对未来工程策略的升级提供了建设性的建议。
该研究得到国家自然科学基金和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。
原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/np/d2np00036a
