心血管疾病是居民健康的重要威脅， 國家心血管病中心統計顯示我國目前（2016年）患病人數高達2.7億， 而且死亡率也高居首位， 每5例死亡中就有2人是死於心血管疾病， 遠高於腫瘤等其他疾病。 因此， 心血管疾病的防治非常重要。 血脂異常是心血管疾病的重要誘因， 調節血脂是心血管疾病防治的有效手段。 辛伐他汀（Zocor， 舒降之）是由默克公司研發的重要降血脂藥物， 它能有效抑制人體內的膽固醇合成， 從而降低血脂水準。 這使得辛伐他汀成為血脂異常患者的首選藥物之一， 具有很大的市場前景， 是我國銷量最大的降血脂藥，
近年來， 隨著民眾環保意識的提高以及政府的重視， 很多藥企因違規排汙事件被媒體屢次曝光， 並受到了嚴厲的行政處罰。 為了減少生產對環境的破壞， 政府和企業也加強了在綠色製造方面的引導和研發投入， 其中用生物催化方法替代傳統化學方法是一個重要的關注熱點。
辛伐他汀是天然產物洛伐他汀的半合成衍生物， 工業生產工藝可分為三個過程：土麯黴發酵生產洛伐他汀， 堿水解洛伐他汀製備辛伐他汀的前體物monacolin J， 化學方法進一步將monacolin J轉化成辛伐他汀（圖1）。 針對monacolin J轉化成辛伐他汀， 美國研究人員前期開發了一種更環保的生物催化轉化方法， 並獲得2012年美國總統綠色化學獎。
圖1 辛伐他汀的傳統生產工藝（黑色）和新開發的全生物合成方法（綠色）示意圖
中科院青島能源所微生物代謝工程團隊（http://mme.qibebt.ac.cn）與全球最大的洛伐他汀/辛伐他汀原料藥生產企業浙江海正藥業集團進行了深入合作。 近期， 該團隊發現了一個具有自主智慧財產權的高效洛伐他汀水解酶， 能高效水解洛伐他汀生成 monacolin J， 水解活性是專利報導同類酶的232倍。 隨後， 通過基因工程改造技術， 在海正藥業的洛伐他汀工業生產土麯黴菌株中異源表達該洛伐他汀水解酶， 成功實現了洛伐他汀的細胞內水解， 95%的洛伐他汀在合成後即被水解成了 monacolin J， 從而將產洛伐他汀工業菌株改造成了高產monacolin J的土麯黴菌株。
利用該基因工程菌株， 可以直接使用現有的洛伐他汀發酵設備和工藝， 通過一步發酵的方式直接生產 monacolin J ， 將不再需要洛伐他汀堿水解工藝。 因堿水解工藝而產生的濃酸、濃堿以及有機試劑等廢液也將不復存在， 最大限度地避免了生產對環境的破壞， 也減小了企業的污染排放壓力。 此外， 也大大簡化了辛伐他汀的生產工藝， 將生產工藝從三步減少為兩步， 並填補了辛伐他汀全生物合成的最後一個缺口， 為辛伐他汀的綠色製造打下基礎。
上述研究獲得國家自然科學基金和海正藥業集團的支持。
圖2 產monacolin J土麯黴細胞工廠構建