萜类化合物，也称为萜烯或类异戊二烯，是最大类别的植物次生代谢产物。多种植物来源的萜类化合物已被用于促进健康，预防和治疗疾病。倍半萜檀香烯（Santalene）可以通过单加氧反应合成檀香醇。檀香醇（Santalol）是名贵香料檀香精油的主要组成成分，具有较好的抗菌、抗氧化和抗肿瘤等药理活性，具有重要的应用价值。通过基因工程及分子生物学手段，利用酿酒酵母作为底盘微生物异源生物合成檀香醇，使得檀香精油的合成效率提高、成本降低并同时打破自然条件的限制从而有效缓解檀香精油的供需矛盾。
合成进展[1]
对生产檀香油的替代性，可持续性更高的策略的研究包括，通过开发用于缓慢生长树木心材的油生物合成的预测标记系统，以及异源生产系统的代谢工程，来改善种植系统。这些方法的关键是阐明檀香油具有特征的檀香醇，佛手柑和其他倍半萜烯化合物的生物合成。檀香醇和佛手柑生物合成的第一步是由FPP合酶（FPPS）催化从二甲基烯丙基二磷酸酯和异戊二烯基二磷酸酯生成法呢基二磷 酸酯（FPP），FPP由檀香烯合酶（SaSSy）环化，后者是的倍半萜烯合酶，可产生檀香烯（α-，β-和Epi-β-檀香烯）和α-外-香柑油烯的混合物。由于SaSSy产生了四种结构相似的产物，因此似乎可以认为，单一的，多底物细胞色素P450依赖型单加氧酶（P450）可以氧化α-，β-，epi-β-檀香烯和香柑油烯分别生成α-， β-，epi-β-檀香醇和佛手柑。或者，是由不同的细胞色素P450 参与不同的檀香烯和香柑油烯的氧化。
Diaz-Chavez等通过挖掘檀香属的转录组数据库中的候选细胞色素P450基因，发现檀香属CYP76F亚家族的9种不同细胞色素P450依赖的单加氧酶，它们可作为多底物檀香烯/香柑油烯氧化酶起作用。这些P450羟基化了α-檀香烯，β-檀香烯，epi-β-檀香烯和α-exo-香柑油烯。但是，所有九种功能特征化的SaCYP76F酶主要产生（E）-α-檀香醇，（E）-β-檀香醇，（E）-epi-β-檀香醇和（E）-α-外-佛手柑。只产生很少量的（Z）立体异构体（其是檀香油的主要特征物），表明檀香油生物合成需要一种或多种其他酶。
Jose等在檀香木心材中找到合成（Z）α-，β-和epi-β-檀香醇和α-exo-佛手柑最佳的P450酶SaCYP736A16，并突出了倍半萜生物合成中立体选择性 P450的进化多样性。胡逸灵在酿酒酵母中过表达截短型的HMG-CoA还原酶基因tHMG1和FPP合酶基因 ERG20，对 FPP 的代谢点进行限流同时转入密码子优化过后的檀香烯合酶在摇瓶发酵中得到404.74mg/L的檀香烯。贾丹以解脂耶罗酵母作为底盘微生物，通过过表达MVA途径中上游的基因对其进行代谢改造，最终在分批补料发酵中得到α-檀香烯的产量为26.4mg/L。石朱伟通过对底盘微生物酿酒酵母的MVA途径代谢强度的提高和上下游角鲨烯的弱化，并转入高表达、高拷贝靶向线粒体的檀香烯合酶表达载体，可达到25mg/L的檀香烯产量。林鎏坷利用CRISPR/Cas9系统将合成檀香醇途径中的关键的几种酶整合到酿酒酵母基因组中，并对其启动子拷贝数进行优化，在10L发酵罐放大发酵中α-檀香醇的产量达到269.3mg/L。
参考文献
[1] 唐学超. 细胞凋亡调控因子BCL-2促进酵母工程菌合成檀香醇的研究[D]. 浙江:浙江工业大学,2021.