封悦洋，王颖，姚明东，肖文海，丁明珠

（1 天津大学前沿技术研究院，天津301700； 2 天津大学合成生物学前沿科学中心，天津300072；3天津大学系统生物工程教育部重点实验室，天津300072）

引 言

糖苷是自然界中最普遍和最重要的物质之一，它在细胞通讯和生命协调中起到核心作用。糖苷类衍生物是在糖基转移酶的作用下将糖基连接到苷元上而形成的一类产物。在植物中，糖苷分布广泛，种类繁多。这些糖苷类衍生物往往表现出良好的溶解、生物活性或稳定性[1]。例如红霉素[2]的糖基化可以提高水溶性，盏灯花素[3]和熊果苷[4]具有抗癌、抗氧化作用，而槲皮素[5]的糖基化可以通过保护其敏感化学基团和不稳定结构来提高其稳定性，并对α-葡萄糖苷酶或P450 酶表现出活性抑制作用[6-7]。

植物提取是获得糖苷最普遍的方法，而有些植物生长周期长[8]，且产量严重依赖于地理位置、季节环境等多种因素。天然糖苷的有机合成仍然存在挑战，特定糖苷键的立体选择性形成常常受到许多反应基团的影响[9]，这需要各种保护和去保护步骤，由此产生的有毒废物使其无法进行大规模生产。因此，在高市场需求和可持续性的推动下，生物发酵成为有发展潜力的解决方案。随着微生物细胞工厂的广泛应用，目前已经在大肠杆菌和酿酒酵母等模式生物中合成多种植物糖苷，如红景天苷[10]、东莨菪素[11]、人参皂苷[12]、香兰素-4-O-葡糖苷[13]、天竺葵-3-O-葡萄糖苷[14]等。但糖苷在微生物中的产量并不高。主要问题在于糖基转移酶与底物的适配性、前体UDP-糖供给不足或者宿主合成的植物苷元含量低不足以进行糖基化反应、有些植物苷元对微生物宿主产生毒性等，这些问题阻碍了生物合成糖苷产量的提升[15-17]。……