原人参二醇的生物合成途径示意图

人参皂苷（Ginsenosides）是名贵中药材人参（Panax ginseng）的主要活性成分，具有广泛的药理作用。原人参二醇（protopanaxadiol）作为人参二醇型人参皂苷的核心苷元，展现出抗癌、抗抑郁、激活氯离子通道、抑制钠离子通道去极化以及抑制人胚肾HEK-293细胞和幽门螺旋杆菌生长等多种生物活性。其糖基化衍生物如人参皂苷Rh2和Rg3，在心脑血管疾病治疗和抗肿瘤领域具有显著的药理效果，相关产品已广泛应用于临床。

中国科学院天津工业生物技术研究所张学礼研究员团队与中国中医科学院中药资源中心黄璐琦研究员团队合作，成功在酿酒酵母中构建了原人参二醇的完整生物合成途径（见图1）。研究发现，鲨烯环氧酶在三萜类化合物生物合成中发挥关键调控作用。基于此，通过提高关键酶——3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶、法呢烯焦磷酸合酶、鲨烯合成酶及鲨烯环氧酶的活性，团队将原人参二醇的产量提升了262倍。进一步通过双相发酵工艺优化，最终实现了1189 mg/L的高产量。

该研究不仅为人参皂苷的生物合成途径解析提供了重要理论基础，也为其异源生物合成和工业化生产奠定了坚实的技术基础。

该项目获得国家“973计划”、“863计划”及国家自然科学基金的支持。相关成果已发表在权威期刊《Metabolic Engineering》上。天津工业生物技术研究所戴住波博士与天津科技大学联合培养研究生刘怡为论文共同第一作者。