手性牛心果碱的应用价值和生物合成研究进展
作者:
作者单位:

1浙江工业大学 药学院,浙江 杭州 310014;2中国科学院杭州医学研究所 HIM-BGI组学中心,浙江 杭州 310018;3深圳华大基因股份有限公司,广东 深圳 518083

作者简介:

吴卓佳:文献检索分析、综述初稿撰写、图表绘制;王平:逻辑框架构建、稿件润色修改、投稿策略指导;丘璨瑜:研究选题设计、学术方向把控、内容监督指导、终稿审定。

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

深圳市科技计划(SGDX2020110309360100)


Recent advances in the application value and biosynthesis of chiral reticuline
Author:
Affiliation:

1College of Pharmaceutical Science, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, Zhejiang, China;2HIM-BGI Omics Center, Hangzhou Institute of Medicine (HIM), Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310018, Zhejiang, China;3BGI-Shenzhen, Shenzhen 518083, Guangdong, China

Fund Project:

This work was supported by the Shenzhen Science and Technology Plan (SGDX2020110309360100).

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    摘要:

    手性牛心果碱是苄基异喹啉生物碱生物合成途径中的核心骨架分子,其高效、高选择性的生物合成是突破天然提取瓶颈和实现苄基异喹啉生物碱规模化生产的关键。近年来,合成生物学与代谢工程的发展使得微生物宿主异源合成手性牛心果碱和苄基异喹啉生物碱取得重要突破。然而,R-型牛心果碱的生物合成仍受限于关键酶的立体选择性,需通过酶工程和途径重构等策略加以解决。莲植物研究中揭示的R-立体化学偏好性为R-型苄基异喹啉生物碱的合成提供了新路径。本文系统综述了手性牛心果碱作为苄基异喹啉生物碱重要骨架的应用价值、合成途径和最新研究进展,剖析当前挑战并据此提出未来研究方向,旨在为下一代高效、高选择性苄基异喹啉生物碱药物的开发与应用提供理论支撑与实践指导。

    Abstract:

    Chiral reticuline serves as the core skeleton molecule in the biosynthetic pathway of benzylisoquinoline alkaloids (BIAs). Its efficient and highly selective biosynthesis is crucial for overcoming the limitations of natural extraction and enabling the large-scale production of BIAs. Recent advances in synthetic biology and metabolic engineering have led to significant breakthroughs in the heterologous production of chiral reticuline and BIAs in microbial hosts. However, the biosynthesis of (R)-reticuline remains constrained by the stereoselectivity of key enzymes, necessitating resolution through strategies such as enzyme engineering and pathway reconstitution. Studies on Nelumbo nucifera revealing an (R)-stereochemical preference offer novel pathways for synthesizing (R)-configured BIAs. This review systematically summarizes the application value of chiral reticuline as a key scaffold of BIAs, its synthetic pathways, and the latest research progress. We critically analyze current challenges and propose future research directions, aiming to provide both theoretical support and practical guidance for developing next-generation high-efficiency, high-selectivity BIAs.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吴卓佳,王平,丘璨瑜. 手性牛心果碱的应用价值和生物合成研究进展[J]. 生物工程学报, 2026, 42(3): 1042-1061

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  • 收稿日期:2025-05-29
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  • 在线发布日期: 2026-03-23
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