鸟巢烷型二萜化合物是一类具有独特的5-6-7 三环骨架的物质，具有广泛的生物活性，包括抗病毒、抗炎、肿瘤细胞毒活性等，其中最引人关注的是这类物质的神经营养作用。鸟巢烷型二萜在自然界中仅发现于少数几个属的大型真菌中，包括猴头菌属Hericium、鸟巢菌属Cyathus、肉齿菌属Sarcodon等。发现于猴头菌中的erinacine A 被证明可以抑制ROS 介导的神经炎症、激活神经生存的信号通路、促进神经生长因子的合成和神经细胞突触的生长。鸟巢烷型二萜有望开发成为治疗神经退行性疾病的新型药物。然而鸟巢烷二萜的获取阻碍了针对这类分子的深入成药性评价，合成生物学的发展为其大规模制备提供了可能性。

中国科学院微生物研究所刘宏伟研究团队长期致力于活性鸟巢烷二萜的发现，及其活性机制和生物合成研究，相关研究成果发表在Angew.Chem.Int.Ed.、J.Biol.Chem.、Eur.J.Med.Chem.、J.Antibio.、Food Chem等刊物。在揭示了鸟巢烷二萜生物合成基因簇及鸟巢烷二萜环化酶EriG 的功能的基础上，实现了在酿酒酵母中重新构筑鸟巢烷二萜的生物合成途径，完成了22 个不同结构鸟巢烷二萜的产生菌株构建，产率最高可达112.1 mg/L；以同源基因簇的对比分析为线索，发现并阐明了三个簇外相关基因（eriM、eriO 和eriP）的功能；揭示了由FAD 依赖的氧化酶EriM 催化形成烯丙醛的过程，烯丙醛的形成触发串联迈克尔加成-消除反应进而形成了具有显著神经营养活性的分子erinacine A。随后还原酶EriB 作用于自发反应中间体erinacine B 而形成还原产物erinacine C。

同时，基于糖基转移酶EriJ、脱氢酶EriH 和FAD 依赖的氧化酶EriM 的底物杂泛性，设计构建了产生新结构“非天然”类似物的菌株。……