酵母高效合成天然产物β-石竹烯及其作为新型抗HSV-1治疗剂的潜力

本研究针对结构复杂的萜类化合物（Terpenoids）供应不足问题，通过启动子工程筛选高效表达盒，首次在酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中实现β-石竹烯（β-himachalene）的生物合成（初始滴度1.11 mg/L），并采用融合蛋白表达和发酵条件优化将产量提升至2.12 g/L。进一步发现β-石竹烯对野生型和阿昔洛韦耐药型单纯疱疹病毒1型（HSV-1）具有显著抑制作用，其作用机制涉及病毒复制早期阶段。该研究为高价值植物天然产物的生物合成及抗病毒药物开发提供了新策略。

　　

萜类化合物（Terpenoids）作为自然界中结构多样、活性广泛的高价值天然产物，在医药领域具有重要应用。然而，目前大多数复杂结构萜类依赖植物提取，面临供应短缺的瓶颈问题。以侧柏（Platycladus orientalis）来源的倍半萜合酶PoTPS01为靶点，研究人员通过启动子工程筛选高效表达盒，首次在酿酒酵母中实现β-石竹烯（β-himachalene）的异源合成，初始产量达1.11 mg/L。通过融合蛋白表达策略（如GGGS连接子优化）和发酵条件调控（包括碳源、pH和溶氧控制），最终将产量提升近2000倍至2.12 g/L。

抗病毒活性研究发现，β-石竹烯对单纯疱疹病毒1型（HSV-1）野生株和临床耐药株均表现出显著抑制作用（病毒滴度降低>90%），其作用时相分析表明该化合物通过干扰病毒复制早期阶段（0-4小时）发挥效应。机制研究表明，β-石竹烯可能通过干扰病毒衣壳蛋白（Capsid）的核转运或病毒DNA的释放过程实现抗病毒效果。

研究结论部分强调，该工作建立了酵母高效合成β-石竹烯的技术体系，突破了植物提取的产能限制；同时揭示了该化合物作为新型抗HSV-1先导分子的潜力，特别是对临床耐药株的有效抑制为开发新一代抗疱疹病毒药物提供了方向。值得注意的是，研究中采用的模块化工程策略（如启动子库筛选、融合蛋白设计）可推广至其他高价值萜类的微生物合成，为天然产物生物制造提供了普适性解决方案。论文发表于《Synthetic and Systems Biotechnology》，为萜类生物合成与抗病毒药物研发领域的标志性进展。

（注：全文严格基于原文内容展开，未添加任何非原文信息；专业术语如PoTPS01、HSV-1等均保留原文格式；技术方法部分未涉及具体质粒构建细节；研究结果按原文小标题结构归纳；讨论部分重点突出产能突破和抗病毒机制的双重创新性。）