黄酮类化合物合成途径及合成生物学研究进展［摘要］黄酮类化合物是来源于植物的一类重要的次生代谢产物，具有抗癌、抗氧化、抗炎、降低血管脆性等多种药理作用。黄酮类化合物的主要合成途径已经研究得比较清晰，即首先合成二氢黄酮类的柚皮素或松属素，然后进一步通过分支途径合成黄酮、异黄酮、黄酮醇、黄烷醇和花色素等。黄酮生物合成途径的解析为其合成生物学研究奠定了基础。利用合成生物学技术己成功在大肠杆菌或酵母中合成了黄酮类化合物，如柚皮素、松属素和非瑟酮等。合成生物学研究为黄酮类化合物提供了新的来源,将进一步推动黄酮类药物和保健品的研发，使其在人类饮食和健康等领域发挥更大的作用。［关键词］黄酮类化合物；合成途径；合成生物学AdvaneeinfleivonoidsbiosyntheticpathwayemdsyntheticbiologyZOULiqiul,WANGCaixia2,KUANGXuejuni,LIYingl,SUNChaol*(1.InstituteofMedicinalPlantDevelopment,ChineseAcademyofMedicalSciencesandPekiUnionMedicalCollege,Beijing100193,China；2.InstituteofChineseMateriaMedica,ChinaAcademyofChineseMedicalSciences,Beijing100700,China)[Abstract]Flavonoidsarethevaluablecomponentsinmedicinalplants,whichpossessavarietyofpharmacologicalactivities,includingantitumor,antioxidantandantiinflaniniatoryactivities.Thereisanunambiguousunderstandiaboutflavonoidsbiosyntheticpathway,thatis,2Sflavanonesineludingnaringeninandpinocembrinaretheskeletonofotherflavonoidsandtheycantransformtootherflavonoidsthroughbranehedmetabolicpathway.Elucidationoftheflavonoidsbiosyntheticpathwaylaysasolidfoundationfortheirsyntheticbiology.AfewflavonoidshavebeenproducedinEscherichiacolioryeastwithsyntheticbiologicaltechnologies,suchasnaringenin,pinocembrinandfisetin.Syntheticbiologywillprovideanewwaytogetvaluableflavonoidsandpromotetheresearchanddevelopmentofflavonoiddrugsandhea1thproducts,makingflavonoidsplaymoreimportantrolesinhumandietandhealth.[Keywords]flavonoids；biosyntheticpathway；syntheticbiologydoi：10.4268/cjcmm20162207黄酮类化合物(flavonoids)是植物特有的次生代谢产物，指2个苯环(A与B环)通过中央3个碳原子相互连接形成具有C6C3C6基本结构的一系列化合物[1],由于这类化合物大多呈黄色或淡黄色，因此称为黄酮。冃前己知的黄酮类化合物超过1万种，根据结构的不同可以分为二氢黄酮(2Hflavanoncs)>黄酮(flavones)>异黄酮(isoflavones)>黄酮醇(flavonols)、黄烷醇(flavanols)和花色素六大类(anthoyanidins)［2］。黄酮类化合物是多种药用植物的主要有效成分，例如，黄苓中的黄苓莒和黄苓素为黄酮及黄酮醇类化合物，廿草中的廿草素和橙皮中的橙皮素为二氢黄酮类化合物，儿茶中的儿茶素为黄烷酮类化合物，葛根中的葛根素为异黄酮类化合物。在植物中黄酮大多与糖结合，以黄酮昔的形式存在，少部分以游离态存在。现代药理学研究表明黄酮类化合物具有抗癌、抗氧化、抗炎、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤等多种药理活性，在药品开发和食品保健领域具有广泛的应用前景［34］o1黄酮类化合物的合成途径黄酮类化合物的生物合成首先通过苯丙烷途径将苯丙氨酸转化为香豆酰CoA,香豆酰CoA再进入黄酮合成途径与3分子丙二酰CoA结合生成查尔酮，然后经过分了内的环化反应生成二氢黄酮类化合物［5］。二氢黄酮是其他黄酮类化合物的主要前体物质，通过不同的分支合成途径，可以分别生成黄酮、异黄酮、黄酮醇、黄烷醇和花色素等（图1）。1.1酚酰CoA的形成酚酰CoA包括香豆酰CoA和肉桂酰CoA,是黄酮类化合物生物合成的起始物质。L苯丙氨酸在苯丙氨酸解氨酶（PAL）的作用下能牛成反式肉桂酸，反式肉桂酸然后在肉桂酸4疑化酶（C4H）的作用下能转化为香豆酸，而L酪氨酸能在酪氨酸解氨酶（TAL）的作用下直接转化为香豆酸。香豆酸和肉桂酸在香豆酰CoA连接酶（4CL）的作用下分别形成相应的酚酰CoAo在大多数药用植物中参与酚酰CoA生物合成的基因已经得到鉴定。PAL是苯丙烷途径屮的第1个关键酶，其能...