关于举办“2025天然药物活性成分的生物合成相关技术策略及规模化生产研修班”的通知

随着合成生物学的快速发展，天然药物合成领域迎来了革命性的技术策略，建立在基因工程及代谢工程、合成化学、基因组学、系统生物学等学科基础上的合成生物学研究对于结构复杂的天然产物类药物研究有特殊的意义。核心是通过在发酵友好、高效的微生物中设计、构建目标化合物的生物合成途径，经系统地调控和优化由重组微生物发酵生产来源稀缺的天然产物类药物或前体。该方法是不远的将来解决来源、成本与环境、资源协调问题最好的途径之一，也是解决海洋天然产物或特殊生境微生物药物面临的如何持续供应化合物这一个瓶颈问题的最佳选择。

天然药物的生物合成是基于现代生物技术，结合工程学、系统生物学等多学科，旨在规模化和程序化制备天然药物。这一过程通常涉及天然药物固有代谢途径的解析、重构与工程化，以及全新合成途径的设计、筛选、组装与程序化。例如，通过基因工程手段，将相关酶基因导入底盘细胞(如大肠杆菌、酿酒酵母等)，重构天然药物的生物合成途径，从而构建出能制备天然药物的“细胞工厂”。

红景天苷、天麻素、人参皂苷Rh2等生物活性成分具有广泛的药理作用，通过合成生物学技术，可以实现这些成分的生物合成及规模化生产，为药物研发和保健品市场提供稳定原料，通过合成生物学技术进一步推动其在医疗和健康领域的应用。现将有关事项通知如下： 

主办单位：中国化工企业管理协会医药化工专业委员会

          北京华夏凯晟医药技术中心

一 会议安排

会议地点：线上直播（会前通知报名联系人）

会议时间：2025年4月12日- 13日

课程目录：

第一部分：天然产物类药物的合成生物学研究途径概述

1. 天然产物药物、合成化学与合成生物学发展历程

2. 天然产物类药物的合成生物学的主要策略和研究方法

2.1基因簇异源表达

2.2 利用部分生物合成基因簇的生物合成途径延伸

2.3通过生物合成基因/簇的重组在异源宿主中构建生物合成途径

2.4 设计的生物合成途径

3．发展前景

第二部分：合成生物学与药物开发技术最新进展

1. 合成生物学在药物发现中的应用

2. 基因组编辑技术优化药物靶点

3. 合成代谢途径设计新药合成

4. 微生物工程用于生产复杂分子

5. 高通量筛选和机器学习促进候选药物识别

6. 药物开发中的定制细胞工程

7. 合成生物学与个性化医疗融合

8. 监管考虑和合成生物学药物开发的未来

第三部分：重组工程大肠杆菌发酵制备红景天苷的生物合成技术

1.构建高效生产菌株

    引入关键酶: 如苯丙酮酸脱羧酶(ARO10)和醇脱氢酶(ADH6)等，使大肠杆菌能够自主生产酪醇，这是红景天苷的前体物质。

    基因优化: 敲除部分基因以减少代谢分流，并引入加强酪醇合成的关键酶，提高酪醇产量。

2. 糖基转移酶的选择与表达

    选择合适的糖基转移酶，如UGT33或UGT85A1，实现酪醇的糖基化，生成红景天苷。构建重组质粒并优化表达载体，以获得高效催化活性的重组菌株。

3.发酵条件优化

    确定最优的发酵条件，包括反应温度、pH、菌体量、底物浓度和金属离子等，以提高红景天苷的产量。在发酵罐中进行规模化生产，通过优化发酵时间等参数，进一步提高产量。

4. 提取与纯化

     建立有效的提取工艺，从发酵液中提取红景天苷。

     这些技术要点共同构成了重组菌工程大肠杆菌发酵制备红景天苷的核心流程。

第四部分  酶催化底物对羟基苄醇制备天麻素的生物合成技术

1.糖基转移

酶的催化作用: 糖基转移酶催化尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)的糖基转移，这是以对羟基苄醇为底物的天麻素合成的关键步骤。

2.微生物细胞工厂的应用:

    通过构建高效的微生物细胞工厂，利用UDP-葡萄糖基转移酶(UGT)特异性催化酚羟基的糖基化反应，可以高效地合成天麻素。例如，将特定的UGTs基因整合至载体，并转化进大肠杆菌中，构建高效表达UGTs的大肠杆菌细胞工厂，实现天麻素的高效合成。

3.合成通路的优化:

    通过构建新的对羟基苄醇合成通路，并调控从葡萄糖到酪氨酸的代谢流，可以得到高产天麻素苷元对羟基苄醇的大肠杆菌。同时，引入高效UDP葡萄糖基转移酶突变体，将天麻素与对羟基苄醇的生物合成途径有机地结合在一起，可以显著提高天麻素的产量。

第五部分  糖基转移酶催化底物原人参二醇制备人参皂苷Rh2的生物合成技术

1.糖基转移酶的识别与利用

解析糖基转移酶Pq3-O-UGT2与底物复合物的晶体结构，揭示其独特的底物结合口袋和识别机制，这是实现高效催化的基础。

2.底物特异性改造

通过结构分析和酶学实验，对Pq3-0- UGT2进行突变体构建，显著提高了对合成稀有人参皂苷Rh2反应的选择性，使其催化效率大幅提高 。

3.生物转化过程优化

在生物转化过程中，需要优化底物浓度、反应温度和反应时间等条件，以确保高效的酶促反应和产物生成。

4.产物分离与纯化

在得到反应产物后，需要通过大孔吸附树脂、离子交换树脂和硅胶柱层析等方法对产物进行分离纯化，以获得高纯度的人参皂苷 Rh2 。

主讲老师：

董博士：近二十多年的天然药物生物合成相关技术及规模化生产的设计与开发研究经验，在设计、构建目标化合物的生物合成途径，调控和优化由重组微生物发酵生产稀缺的天然产物类药物或前体方面，在基于现代生物技术，结合工程学、系统生物学进行规模化和程序化制备天然药物方面，在天然药物固有代谢途径的解析、重构与工程化以及全新合成途径的设计、筛选、组装与程序化等方面有丰富的实战经验。协会特聘专家。

二 会议费用

会务费：4000元/单位（会务费包括：培训、研讨、 电子版资料、电子版培训证书、一年视频回放等）；（为了给企业节约学习成本及方便工作安排可以投屏全员观看+视频回看一年）  

三 联系方式

 联系人：马超           

电话/微信：13240487419

邮箱：1683101345@qq.com

附件二：

2025天然药物活性成分的生物合成相关技术策略及规模化生产研修班--报名表