综述：植物源三萜皂苷的多功能作用与生物工程前景

（推荐语）本综述系统梳理了植物源三萜皂苷（triterpenoid saponins）的生物合成途径（β-amyrin经2,3-氧化角鲨烯修饰）、多领域应用（医药/农业/化妆品）及防御功能，重点探讨微生物细胞和离体植物体系合成策略，为突破规模化生产瓶颈提供新思路。

　　

三萜皂苷的分类与结构特征

植物源三萜皂苷是由2,3-氧化角鲨烯（2,3-oxidosqualene）衍生的β-香树脂醇（β-amyrin）经酰化、糖基化（glycosylation）和氧化等修饰形成的次级代谢产物，可分为三萜皂苷和甾体皂苷两大类。其两亲性结构（亲水糖链+疏水苷元）赋予其表面活性和多样生物活性。

生物合成途径的调控机制

三萜骨架合成依赖甲羟戊酸途径（MVA）和甲基赤藓糖醇磷酸途径（MEP），关键限速酶氧化角鲨烯环化酶（OSC）催化2,3-氧化角鲨烯环化形成β-amyrin。糖基转移酶（UGTs）和细胞色素P450（CYP450s）介导的后续修饰决定皂苷结构多样性。

多维度生物活性与应用

• 医药领域：抗肿瘤、免疫调节及心血管保护作用
• 农业应用：作为生物农药通过破坏病原膜结构发挥作用
• 化妆品：天然乳化剂和抗氧化成分
• 食品工业：功能性添加剂

植物-环境互作中的功能

三萜皂苷通过改变根系分泌物组成调控根际微生物组（rhizosphere microbiota），增强植物对生物/非生物胁迫的耐受性。例如：人参皂苷（ginsenosides）可诱导系统抗性（ISR）对抗病原体。

生物工程策略与挑战

• 微生物合成：在酵母中重构β-amyrin合成途径，结合CRISPR-Cas9优化糖基化修饰
• 植物离体培养：毛状根体系结合诱导子（如茉莉酸甲酯）提升产量
• 瓶颈问题：细胞毒性、途径复杂性及下游分离纯化成本

未来展望

解析转运蛋白调控机制、开发人工合成微生物群落（SynComs）、结合机器学习预测高效修饰酶，将推动三萜皂苷的绿色制造与精准应用。