猫薄荷可通过生物工程「酿造」实现规模生产产能达到一百五十三毫克升

目前，世界上使用最广泛、最有效的驱蚊剂是避蚊胺，但由于部分蚊子种群对避蚊胺有抗药性，急需找到合适的替代品。

此前的研究表明，使猫“喜”的猫薄荷能对昆虫(尤其是蚊子)产生强烈的驱避作用，已被公认为传统合成化学杀虫剂(DEET)的天然替代品。

猫薄荷驱蚊的关键成分是荆芥内酯，荆芥内酯是驱蚊的关键成分。

荆芥内酯可对大约75%的猫产生特殊作用。猫对此物质的反应与基因有关，感知的位置为嗅上皮。对人类而言，荆芥内酯具有许多较缓和的影响，可用作弱安眠药、抗痉挛药、退热药与抗细菌药。

荆芥内酯可以对大约75%的猫产生特效。猫对这种物质的反应与基因有关，感受部位是嗅觉上皮。对人类来说，荆芥内酯有许多温和的作用，可用作弱安眠药、解痉药、退烧药和抗菌药。

但由于直接从荆芥中提取荆芥内酯的效率和收率不足，无法用于大规模生产。

多年来，科学家致力于利用真核宿主酿酒酵母微生物合成荆芥内酯。目前，基于酵母的全细胞生物催化已经被用于从低成本的前体通过四步酶法生产半生物合成荆芥内酯。随后的因子设计和响应面方法学优化方法使荆芥内酯的效价提高了5.8倍，达到153 mg/L

但是这项技术的实现不是一蹴而就的，走了很多弯路。

来自康考迪亚大学的Vincent Martin团队2016年左右基于当时的酵母菌株生产出了11.4mg/L的前体香叶醇，在引入G10H后，该菌株成功地产生了5.3mg/L的10-羟基香叶醇，但是在表达10HGO和ISY后，GC-MS检测不到香叶醇、10-羟基香叶醇、10-氧代香叶醇或荆芥内酯醇，而是观察到香茅醇和10-羟基香茅醇等分流产物的显着峰。后来，发现ISY是一种将碳源通量转移到分流产物的混杂酶。

来自Concordia大学的Vincent Martin的团队在2016年左右基于当时的酵母菌株生产了11.4mg/L的香叶醇前体。引入G10H后，该菌株成功产5.3mg/L 10-羟基香叶醇，但表达10HGO和ISY后，GC-MS检测不到香叶醇、10-羟基香叶醇和10-氧代香叶醇，后来发现ISY是一种转移碳源通量到分流产物的杂合酶。

随后，来自加州大学化学与生物分子工程系的John M. Billingsley团队试图从提供的底物8-羟基香叶醇中生产NEPS1环化酶/氧化酶，这种酶可以很容易地由乙酸香叶酯合成，从而提高了这种生物过程的经济可行性。

在这项研究中，NEPS1用于使用全细胞生物催化在酿酒酵母中生产半生物合成荆芥内酯，对生物转化工艺参数进行了一次一个因素和多变量优化;执行RSM方法的预测导致产品滴度增加5.8倍。

本研究利用NEPS1在酿酒酵母中通过全细胞生物催化生产半生物合成荆芥内酯，并通过单因素和多变量对生物转化工艺参数进行优化。RSM方法的预测导致产物滴度增加5.8倍。

酵母生产荆芥内酯的策略。荆芥内酯的生产需要NAD+依赖性香叶醇氧化还原酶(GOR)和NAD(P)H依赖性环烯醚萜合酶(ISY)的表达(图A)。过去GOR和ISY在野生型酵母菌株中的表达可以阐明两条代谢途径的终止。现在下游酶NEPS1可以通过立体选择性环化和随后的氧化提供荆芥内酯(图A)。NEPS1将荆芥内酯中不稳定的半缩醛氧化成内酯，提供更稳定的最终产物，不易开环或差向异构，促进代谢物分析和生物催化剂产物的纯化。选择S1启动子和SPG5终止子来协调基因表达，它们具有与驱动GOR和ISY表达的启动子和终止子相同的诱导和表达谱。通过酵母同源重组方法将表达盒克隆到GOR和ISY的下游，产生质粒pJB133(图B)。转化酵母菌株YJB051，进行标准单补料分批生物转化。气相色谱-质谱联用法测得荆芥内酯的产量为26mg/L

但是，他们还需要研究荆芥内酯作为猫的引诱剂的特性，以防我们服用这种分子，虽然达到了驱蚊的效果，但是却面临着猫在追你的情况。(综合报道)(编辑/费勒孟)