我校科研团队在揭示达玛双烯合酶进化机制及RK型人参皂苷的异源合成途径中取得新进展

近日，学校生命科学学院王宇、张旸、李玉花团队在国际权威期刊《自然通讯》（Nature Communications）上在线发表了题为“The Oplopanax elatus genome reveals dammaradienol synthase evolution enabling reconstruction of RK type ginsenosides biosynthesis”的研究论文。该研究系统揭示了达玛双烯合酶的演化规律并异源重构了RK型人参皂苷的生物合成途径。

RK型人参皂苷是一类具有C-20位侧链脱水特征的达玛烷型稀有人参皂苷，它的获取仍主要依赖人工加工转化，存在转化效率低、选择性差、副产物多和稳定供应困难等问题。因此，解析其生物合成基础并建立可控的合成生物学生产体系，是突破RK型人参皂苷资源限制和推动其药用开发的重要方向。研究团队成功组装了五加科濒危药用植物刺人参（Oplopanax elatus）的高质量染色体级别基因组，并结合比较基因组学、生物化学分析等手段，发现刺人参中参与C12位羟基化修饰的CYP的缺失导致了刺人参不能合成RK型人参皂苷，并利用烟草底盘重构了RK型人参皂苷的合成途径，并从头合成了人参皂苷Rk1、Rk2和Rk3。同时刺人参中鉴定到的形成RK型人参皂苷骨架的达玛双烯合酶是由祖先多功能三萜合酶（mTTS）经过复制、新功能化和功能特化而进化来的，其中N260位点是决定其产物专一性的关键分子开关。

这一成果不仅为三萜结构多样性的进化规律提供了新的见解，还为稀有人参皂苷的植物底盘合成提供了新路径。