植物甾醇作为植物油工业的副产物，价格低廉且来源广泛，通过对微生物代谢途径进行精准调控，实现植物甾醇的微生物转化，是制备甾体药物关键中间体和原料药的重要方法。而复杂又模糊的植物甾醇生物降解途径阻碍了高纯度目标化合物生产菌株的构建。

中国科学院天津工业生物技术研究所朱敦明、吴洽庆研究员带领的生物催化与绿色化工研究团队针对分枝杆菌植物甾醇降解途径和关键酶元件进行了系列研究，相关成果发表在Steroids (2018)、Green Chem. (2019)、ChemSusChem (2022)、SMAB (2023)、JACS Au (2024)和ACS Sustain. Chem. & Eng. (2024) 等国际学术期刊上。此外，阻断和重构甾醇代谢途径，已成功构建AD、BA、HIL等甾体药物中间体生产菌，成功实现多种药物关键原料的数字化、绿色制造产业化，获得省级科学技术进步一等奖1项。

近期该团队通过对Mycolicibacterium neoaurum NRRL B-3805植物甾醇侧链降解途径中的水合酶进行敲除和回补，及其植物甾醇和胆固醇代谢产物的鉴定。首次鉴定出作用于植物甾醇侧链降解第一步β-氧化途径中的水合酶EchA19，为植物甾醇侧链C24支链降解的新途径提供了证据。该研究为植物甾醇侧链降解途径提供了新的认识与更深的理解，为对分枝杆菌植物甾醇降解途径进行精准调控，合成有价值的甾体药物中间体奠定了坚实的基础。相关研究成果近日发表在Appl. Biochem. Biotech.期刊上，天津工业生物技术研究所统招博士生朱良彦为该论文第一作者，朱敦明研究员、吴洽庆研究员、冯进辉研究员为该论文的通讯作者。

此外，研究团队通过分析植物甾醇生物转化的代谢物，鉴定了羟醛裂解酶（Ltp2和Thl）和羧酸还原酶（CAR）。通过先敲除再表达羟醛裂解酶（Ltp2和Thl）构建了无4AD副产物的高产C22中间体4-HBC的生产菌，敲除Ltp2、Thl和CAR构建了无4-HBC副产物的高效C23中间体PDCE的生产菌。这项研究成果为甾体药物合成提供了一种新的关键中间体，有望大幅缩短相关甾体原料药的合成路线。研究成果近日发表在ChemistryOpen期刊上，李雪梅助理研究员是该论文第一作者，吴洽庆研究员和冯进辉研究员为该论文的通讯作者。

以上研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划和天津市合成生物技术创新能力提升行动项目支持。

论文链接 1  2 

植物甾醇侧链降解中第一轮碳链缩短过程的可能的新途径与关键水合酶

C23和C22关键中间体PDCE和4-HBC生产菌的构建