人参皂苷是重要的活性三萜,用传统方法从人参根须中提取人参皂苷费时费力。现代生物技术的发展带来了人参皂苷生产的新方法,通过组织培养、转基因植物和工程化酵母细胞等方法能够更为快速、高效地进行人参皂苷的生产。利用酵母作为底盘细胞生产天然产物已经是合成生物学的常用手段。但对酵母合成人参皂苷前体达玛烯二醇来说,单独导入达玛烯二醇合酶(PgDDS)得到的达玛烯二醇产量并不理想。本课题以毕赤酵母为底盘细胞,用多酶组装的方法将角鲨烯环氧酶(ERG1)与PgDDS这两个人参皂苷生物合成途径的重要限速酶共同定位,以期提高达玛烯二醇在毕赤酵母中的合成量,并对发酵条件进行优化以进一步提高达玛烯二醇产量。向毕赤酵母中导入PgDDS基因的同时强化ERG1基因的表达,通过共表达、融合表达和相互作用蛋白对介导的自组装这三种策略将ERG1和PgDDS共同定位。结果显示三种策略对菌株的生长速度没有明显影响。相比共表达和融合表达策略,通过相互作用蛋白对介导的多酶自组装策略更有效,达玛烯二醇的产量能够实现2.1倍的提高。用基于mCherry的双分子荧光互补系统来验证酵母胞内的蛋白相互作用,对照菌株KMM和有相互作用蛋白对PDZ/PDZlig的荧光组装菌株KMPMP都能够检测到荧光,表明PgDDS和ERG1在酵母脂质颗粒上本来就相互靠近,荧光强度的差异证明酵母胞内PDZ/PDZlig介导了ERG1与PgDDS的自组装,进一步拉近两个酶的距离。对组装菌株KDPEP,从菌体生长和达玛烯二醇产物合成两方面考察了诱导温度、pH、甲醇浓度和培养基成分等因素,当发酵培养条件为缓冲复合培养基、诱导温度28。C、起始诱导pH=6.0、甲醇浓度每24 h添加1%时,KDPEP菌株能够实现达玛烯二醇的最大产量,与原始条件相比,将KDPEP菌株的达玛烯二醇产量进一步提高51%。本文研究的多酶组装策略作为一种合成生物学手段,也可以用于其他天然产物的生物合成。