长糖链皂苷的生物合成研究进展

肖和; 姚明菊; 乔雪

doi:10.12211/2096-8280.2025-049

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

长糖链皂苷的生物合成研究进展

评论 | 更新时间：2026-09-04

- 长糖链皂苷的生物合成研究进展
- Advances in the biosynthesis of long sugar-chain saponins
- 合成生物学 2026年7卷第4期页码：695-702
- 作者机构：
  
  北京大学药学院，天然药物及仿生药物全国重点实验室，北京大学-云南白药国际医学研究中心，北京 100191
- 作者简介：
  
  肖和（2002—），男，博士研究生。研究方向为中药药效物质及其生物合成。E-mail：h_xiao@bjmu.edu.cn
  姚明菊（1998—），女，博士研究生。研究方向为中药药效物质及其生物合成。E-mail：2411110136@pku.edu.cn
  乔雪（1985—），女，研究员，博雅特聘教授，博士生导师。研究方向为中药药效成分及其生物合成。E-mail：qiaoxue@bjmu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划(2024YFC3506501;2023YFA0914101);国家自然科学基金(82425059);中央本级重大增减支项目“名贵中药资源可持续利用能力建设项目”(2060302)
- DOI：10.12211/2096-8280.2025-049
  中图分类号： Q816
- 收稿：2025-05-27，
  
  修回：2025-06-27，
  
  纸质出版：2026-08-31
- 稿件说明：
移动端阅览
肖和，姚明菊，乔雪. 长糖链皂苷的生物合成研究进展［J］. 合成生物学， 2026， 7（4）： 695-702

XIAO He， YAO Mingju， QIAO Xue. Advances in the biosynthesis of long sugar-chain saponins［J］. Synthetic Biology Journal， 2026， 7（4）： 695-702
肖和，姚明菊，乔雪. 长糖链皂苷的生物合成研究进展［J］. 合成生物学， 2026， 7（4）： 695-702 DOI： 10.12211/2096-8280.2025-049.

XIAO He， YAO Mingju， QIAO Xue. Advances in the biosynthesis of long sugar-chain saponins［J］. Synthetic Biology Journal， 2026， 7（4）： 695-702 DOI： 10.12211/2096-8280.2025-049.

摘要

含有多个糖基的长糖链皂苷是常见的植物次生代谢产物，具有调节免疫、抗肿瘤、降脂等药理活性，糖链组成差异是其结构多样性的重要原因。近期，英国约翰英纳斯中心Anne Osbourn教授团队和美国佐治亚大学Jim Leebens-Mack教授团队在

Nat.

Chem.

Biol.

期刊上发表文章，解析了肥皂草中八糖皂苷saponarioside B的生物合成途径。其他长糖链皂苷如avenacin A-1、yossoside V、α-tomatine、QS-21等的生物合成途径也已于近年阐明。本文结合相关研究，针对长糖链皂苷生物合成途径中的糖基化酶进行评论，为长糖链皂苷的生物合成酶挖掘与生物制造提供思路，为植物源皂苷的合成生物学提供线索。

Abstract

Saponins

characterized by the presence of multiple glycosyl residues arranged in extended oligosaccharide chains

represent a prominent class of plant-derived secondary metabolites. They exhibit a broad spectrum of pharmacological activities

including immunomodulatory

antitumor

and lipid-lowering effects. Variations in sugar chain composition critically contribute to their structural diversity. Recently

the biosynthetic pathway of Saponarioside B

an octasaccharide saponin derived from

Saponaria

officinalis

was elucidated through collaborative research efforts led by Prof. Anne Osbourn (John Innes Centre

UK) and Prof. Jim Leebens-Mack (University of Georgia

USA)

as published in

Nature

Chemical

Biology

. The biosynthetic pathways of other long sugar-chain saponins

such as avenacin A-1

yossoside V

α-tomatine

and QS-21

have also been elucidated in recent years. This review aims to explore the glycosylation reactions and thei

r catalytic enzymes in the biosynthesis of long sugar-chain saponins

integrating recent advances to update enzyme discoveries

optimize biomanufacturing strategies

and develop synthetic biology approaches for plant-derived saponins.

关键词

Keywords

references

CHOI S H , AHN J B , KOZUKUE N , et al . Structure-activity relationships of α-, β 1 -, γ-, and δ-tomatine and tomatidine against human breast (MDA-MB-231), gastric (KATO-Ⅲ), and prostate (PC3) cancer cells [J ] . Journal of Agricultural and Food Chemistry , 2012 , 60 ( 15 ): 3891 - 3899 .

ODA K , MATSUDA H , MURAKAMI T , et al . Relationship between adjuvant activity and amphipathic structure of soyasaponins [J ] . Vaccine , 2003 , 21 ( 17-18 ): 2145 - 2151 .

JO S , EL-DEMERDASH A , OWEN C , et al . Unlocking saponin biosynthesis in soapwort [J ] . Nature Chemical Biology , 2025 , 21 ( 2 ): 215 - 226 .

CUI X T , MA X M , LI C H , et al . A review: structure-activity relationship between saponins and cellular immunity [J ] . Molecular Biology Reports , 2023 , 50 ( 3 ): 2779 - 2793 .

JOZWIAK A , SONAWANE P D , PANDA S , et al . Plant terpenoid metabolism co-opts a component of the cell wall biosynthesis machinery [J ] . Nature Chemical Biology , 2020 , 16 ( 7 ): 740 - 748 .

REED J , ORME A , EL-DEMERDASH A , et al . Elucidation of the pathway for biosynthesis of saponin adjuvants from the soapbark tree [J ] . Science , 2023 , 379 ( 6638 ): 1252 - 1264 .

LI Y , LEVEAU A , ZHAO Q , et al . Subtelomeric assembly of a multi-gene pathway for antimicrobial defense compounds in cereals [J ] . Nature Communications , 2021 , 12 : 2563 .

ITKIN M , HEINIG U , TZFADIA O , et al . Biosynthesis of antinutritional alkaloids in solanaceous crops is mediated by clustered genes [J ] . Science , 2013 , 341 ( 6142 ): 175 - 179 .

CHUNG S Y , SEKI H , FUJISAWA Y , et al . A cellulose synthase-derived enzyme catalyses 3- O -glucuronosylation in saponin biosynthesis [J ] . Nature Communications , 2020 , 11 : 5664 .

LIU Y Z , ZHAO X X , GAN F , et al . Complete biosynthesis of QS-21 in engineered yeast [J ] . Nature , 2024 , 629 ( 8013 ): 937 - 944 .

QU G Y , SONG Y F , XU X H , et al . De novo biosynthesis of mogroside V by multiplexed engineered yeasts [J ] . Metabolic Engineering , 2025 , 88 : 160 - 171 .

BOCCIA M , KESSLER D , SEIBT W , et al . A scaffold protein manages the biosynthesis of steroidal defense metabolites in plants [J ] . Science , 2024 , 386 ( 6728 ): 1366 - 1372 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

糖合成生物学：从糖科学基础解析到糖基产品生物制造的范式变革

基于合成生物学的唾液酸乳糖合成方法及其应用研究进展

基于微生物电合成的一碳生物转化

耐氧、高效的有机三重态-三重态湮灭上转换发光研究进展

糖质的体外生物合成技术及应用进展