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科学家找到合成鸦片类药物的一种关键酶
来源:中国科学报   发布者:亦云   日期:2015-06-17   今日/总浏览:1/2934

  在线发表于《自然—化学生物学》上的一项研究报告了一种经过改造的酵母菌,该酵母菌能够完成鸦片类药物合成的前期步骤,利用葡萄糖生成(S)-牛心果碱。先前研究已证明,经过改造的酵母菌能够完成鸦片类药物合成的最终步骤。未来,科学家将通过改善和在这两个步骤之间建立联系的方式最终实现鸦片类药物的低成本大量生产。

  许多广泛使用的药物是从植物萃取液中分离并制造出来的,因为其结构的复杂性阻碍了高性价比的实验室合成方式。多亏了DNA测序和合成生物学技术的进步,利用改造的微生物比如酵母菌来生产这些化合物,正在成为现实。苄基异喹啉类生物碱(BIA)是植物源化学物质中的一个大家族,其成分中含有吗啡和可待因。以前科学家就算是利用微生物,也很难制造出这种物质,因为科学家没有找到制造过程前期所需的一种关键酶,这种酶能够在酵母菌体内将左旋酪氨酸转化为左旋多巴(多巴胺的一种前驱体)。

  为了解决这个难题,John Dueber等人研发出一种独特的颜色编码生物传感器,能够识别出上述关键酶,然后让它产生突变以提高其效率。他们通过基因改造酿酒酵母菌来产生这种酶,首次展现了利用酵母菌促使葡萄糖向多巴胺转化的过程。研究人员之后进一步修改酵母菌,加入其他种类的 DNA,从而让其在转化过程中发生后续反应,最终产生中间体左旋酪氨酸。现在,科学家只需要找到一种方式将生产过程的前后期联系起来。

  Pamela Peralta-Yahya在一篇评论文章中表示“由于下游(生产过程的)BIA通路酶已被证明能够在酵母菌中表达,那这项研究为实现利用葡萄糖直接生产出BIA复杂物的目的开启了一扇大门”。

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