14.4 Artemisinin production
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Artemisinin：
- 抗疟疾 terpene-based molecule。
- 原本从 Artemisia annua 提取。
Metabolic engineering 思路：
- 在 S. cerevisiae 中利用 FPP/terpene biosynthesis pathway 生产 artemisinic acid。
- overexpress pathway genes。
- repress competing squalene synthase ERG9。
- A. annua enzymes 将 amorphadiene 氧化到 artemisinic acid。
- 再 semi-synthesis 生成 artemisinin。
这展示了 synthetic biology + fermentation + chemistry 可以替代或补充植物提取。
artemisinin case study 展示 metabolic engineering 和 semi-synthesis 的结合。植物天然产物供应可能受种植周期、地理和提取效率限制；把 pathway 放入 yeast 可提高可控性和 scale。
工程重点是把 FPP flux 引向 amorphadiene/artemisinic acid，并减少 competing sterol pathway。随后用化学 semi-synthesis 把 microbially produced artemisinic acid 转成 artemisinin，体现 biology 与 organic chemistry 的互补。
原文小点逐条解释
Section titled “原文小点逐条解释”- 原文小点： 抗疟疾 terpene-based molecule。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： 原本从 Artemisia annua 提取。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： 在 S. cerevisiae 中利用 FPP/terpene biosynthesis pathway 生产 artemisinic acid。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： overexpress pathway genes。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： repress competing squalene synthase ERG9。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： A. annua enzymes 将 amorphadiene 氧化到 artemisinic acid。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
- 原文小点： 再 semi-synthesis 生成 artemisinin。
- 讲解： 这个小点是 artemisinin 工程化生产流程的一部分；要说明它如何把 yeast pathway engineering 与后续 chemical semi-synthesis 连接起来。
做题和复习时怎么用
Section titled “做题和复习时怎么用”答 artemisinin production 时写 host S. cerevisiae, engineered terpene/FPP pathway, repress competing ERG9, express A. annua oxidation enzymes, semi-synthesis to artemisinin.
- 把工程化写成单一步骤，忽略 selection/screening、flux 和 host fitness。
- 混淆 ALE 的 whole-cell selection 与 directed evolution 的 protein-function screening。