一、项目简介

本发明属于合成生物学与代谢工程领域，具体涉及一种在微生物底盘（如大肠杆菌）中重构网状番荔枝碱合成途径的新方法及其应用。网状番荔枝碱是苄基异喹啉生物碱的重要中枢中间体，是合成多种高价值天然产物（如小檗碱、吗啡、可待因等）的关键前体。

传统上，网状番荔枝碱的获取依赖植物提取，存在周期长、产量低等问题。现有的微生物合成途径通常依赖酪氨酸羟化酶生成左旋多巴，再转化为多巴胺，但该酶活性需要外源辅因子四氢生物蝶呤的参与，增加了生产成本和复杂性。

本发明的核心创新在于设计并验证了一条不依赖于酪氨酸羟化酶的全新合成路线。该路线从酪氨酸出发，依次通过以下关键步骤：首先由酪氨酸脱羧酶催化酪氨酸脱羧生成酪胺；接着，由酪胺羟化酶将酪胺羟基化生成多巴胺；随后，多巴胺经单胺氧化酶作用生成3,4-二羟基苯乙醛；最后，多巴胺与3,4-二羟基苯乙醛在去甲乌药碱合酶催化下缩合，并经过一系列甲基化反应（由6OMT、CNMT、4’OMT等酶催化），最终高效合成网状番荔枝碱。该途径通过使用更易表达、辅因子需求更简单的酶组合，有效规避了传统路线的限速步骤，为低成本、高效率生产网状番荔枝碱及其下游多种高价值生物碱提供了全新的技术方案 。

二、专利摘要

本发明涉及网状番荔枝碱合成途径及其应用。本发明提供一种宿主细胞，所述宿主细胞表达如下酶：催化酪氨酸脱羧生成酪胺的酶，催化酪胺羟基化的酶，催化多巴胺生成3,4‑二羟基苯乙醛(3,4‑DHPAA)的酶，催化多巴胺和3,4‑二羟基苯乙醛缩合生成去甲劳丹碱的酶，催化去甲劳丹碱生成3’羟基乌药碱的酶，催化3’羟基乌药碱生成3’羟基氮甲基乌药碱的酶，和催化3’羟基氮甲基乌药碱生成网状番荔枝碱的酶。本发明使用新的途径改善了网状番荔枝碱的产量。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请，申请号：202211336030.0，实质审查中；持有人项目编号：SIPPE22-31。

四、持有单位

中国科学院分子植物科学卓越创新中心。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式

张雯，wzhang@cemps.ac.cn，021-54924138。