综述：丹参中丹参酮和酚酸生物合成的调控机制

《The Plant Journal》：Biosynthesis and regulatory mechanism of tanshinones and phenolic acids in Salvia miltiorrhiza

（编辑推荐）该综述系统阐述了传统中药丹参（Salvia miltiorrhiza）两大活性成分——脂溶性丹参酮（tanshinones）和水溶性酚酸（phenolic acids）的生物合成途径与多层级调控网络，涵盖转录调控、翻译后修饰（PTM）和表观遗传机制，为基于合成生物学的活性成分增产和心血管疾病（CVD）药物开发提供理论支撑。

　　

SUMMARY

丹参（Salvia miltiorrhiza）作为唇形科鼠尾草属多年生植物，其药用历史可追溯至公元前200年，临床常用于心脑血管疾病治疗。现代研究揭示其核心活性成分包括二萜类丹参酮（如丹参酮IIA、隐丹参酮）和苯丙烷衍生物酚酸（如丹酚酸B），二者分别通过甲羟戊酸（MVA）和莽草酸途径合成。

生物合成通路解析

基因组测序推动了两大代谢通路的完整解析：丹参酮经由GGPP合酶（GGPPS）催化生成牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸（GGPP），随后在CPS和KSL等关键酶作用下形成松香烷骨架；酚酸则通过PAL、C4H和4CL等酶将苯丙氨酸转化为4-香豆酰辅酶A，最终聚合为丹酚酸类化合物。

多维度调控网络

转录调控：MYB、bHLH和WRKY转录因子家族被证实可响应茉莉酸甲酯（MeJA）和光照等环境信号，特异性激活SmCPS1、Sm4CL等通路基因。

翻译后修饰：E3泛素连接酶介导的蛋白降解和磷酸化修饰动态调节HMGR等限速酶活性。

表观遗传：组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂TSA处理可显著提升丹参酮含量，揭示DNA甲基化和组蛋白修饰对生物合成基因簇的表观调控。

应用前景

该调控机制的阐明为代谢工程改造提供了明确靶点，例如通过CRISPR-Cas9技术编辑转录因子结合位点，或利用酵母细胞工厂实现丹参酮异源合成。此外，丹参酮IIA_A的抗心肌缺血作用与其调控NF-κB信号通路密切相关，凸显从合成生物学到药理应用的转化价值。

CONFLICT OF INTEREST

作者声明无利益冲突。