来自神户大学的科学家们通过生物工程酵母实现了高产量生产artepillin C这一强大草药化合物的突破。Artepillin C具有抗菌、抗炎、抗氧化和抗癌等多种特性。这一创新可能彻底改变传统上难以大规模生产的植物基药物的生产方式。
草药以其健康益处而闻名，但其规模化生产一直是一个挑战。例如，artepillin C通常由蜜蜂从植物中采集而来，这使得其大规模生产既困难又昂贵。“为了使草药价格合理且易于获得，我们需要找到高效的大规模生产方法，”首席生物工程师Hasunuma Tomohisa解释道，“使用发酵罐中生长的生物工程微生物（如酵母）是一种有前景的解决方案，但技术上具有挑战性。”
这一突破始于京都大学的Kazufumi Yazaki的一项发现，他确定了负责生产artepillin C的植物酶。Yazaki与神户大学团队合作，询问他们是否可以利用这种酶在酵母中生产artepillin C。研究人员选择了一种名为Komagataella phaffii的酵母，因为这种酵母比常见的酿酒酵母能更高效地生产这类化学物质。它在高细胞密度下生长得更好，而且不会产生干扰生长的酒精。
在他们的研究中，该团队报告称，他们生物工程化的酵母生产的artepillin C比之前的尝试高出10倍。这一成功来自于对酵母分子生产过程关键步骤的精细调整。然而，还有一个额外的挑战：artepillin C倾向于在酵母细胞内积累而不是被分泌到周围的液体中。为了解决这个问题，研究人员优化了发酵器中的生长条件，使酵母能够在高密度下生长并生产更多的化合物。
该团队已经在计划进一步提高产量的方法。一种方法是通过修改负责最终化学步骤的酶或增加前体化学品的供应来提高效率。另一种想法是设计一个转运蛋白，可以将artepillin C移出细胞，同时保留其他必要的化学物质。“这一发现令人兴奋，因为它不仅仅是关于artepillin C，”Hasunuma说，“自然界中有数千种类似的化合物，我们开发的方法可以用于高效生产其中的许多化合物。”
这一突破为工业化生产草药和植物衍生化合物铺平了道路，使这些强大的天然药物在全球范围内更加普及和负担得起。
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