MIT化學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因植物獲得新藥

　　長(zhǎng)期以來(lái)人類利用植物獲得了多種藥用化合物。近日麻省理工學(xué)院的化學(xué)家們開(kāi)發(fā)了一種新方法對(duì)植物進(jìn)行遺傳操作提高了植物變異產(chǎn)物的產(chǎn)量從而獲得了更多的藥用成分。

　　研究人員在長(zhǎng)春花中插入細(xì)菌基因，從而將鹵素例如氯或溴添加到植物自然生成的生物堿中去。許多的生物堿都具有藥用性，而鹵素則常常被添加到抗生素及其他藥物中增加藥物的效力或延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間。

　　研究小組的主要目標(biāo)是針對(duì)一種稱為長(zhǎng)春堿的生物堿，在臨床上長(zhǎng)春堿常被用于治療多種癌癥如霍奇金氏淋巴瘤。研究小組的負(fù)責(zé)人O''Connor希望以長(zhǎng)春堿等藥物為支架對(duì)其進(jìn)行改造，以提高這些藥物的效力。

　　“我們正在嘗試?yán)弥参锖铣蓹C(jī)制獲得自然產(chǎn)物的各種不同迭代物，”O(jiān)''Connor說(shuō)：“通過(guò)改變自然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，我們有可能獲得不同的或增強(qiáng)的生物及藥理活性?！?/p>

　　早在上世界90年代，科學(xué)家們就采用基因工程方法將新基因介導(dǎo)到植物中，從而研制出一種可生成Bt殺蟲(chóng)劑的谷物。O''Connor采用的是一種稱為代謝工程學(xué)的方法，這種方法并非僅是在植物中加入一種編碼新蛋白的基因，而是通過(guò)添加酶基因重塑植物自然合成信號(hào)，調(diào)整宿主生物體的一系列反應(yīng)構(gòu)建新分子，最終獲得多種產(chǎn)物。

　　大部分代謝工程師都采用細(xì)菌作為宿主生物體，因?yàn)榧?xì)菌的基因相對(duì)易于操作。而O''Connor則選用了植物作為宿主生物體。她認(rèn)為通過(guò)植物來(lái)揭示未知的植物合成信號(hào)無(wú)疑才是最合適的?！澳悴豢赡茉诩?xì)菌上重建完整的植物信號(hào)，無(wú)非你已經(jīng)獲得所有的基因，”O(jiān)''Connor說(shuō)。

　　在從前的試驗(yàn)中，O''Connor和她的學(xué)生們通過(guò)改變?cè)系姆椒ㄕT導(dǎo)長(zhǎng)春花根細(xì)胞產(chǎn)生了新的化合物。在新研究中，他們對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了遺傳操作使其表達(dá)編碼酶的基因，將氯或溴添加到長(zhǎng)春堿前體及其他生物堿中。

　　“這兩個(gè)細(xì)菌新基因能自然生成鹵代化合物。而自然界中則少有植物能自身合成這種復(fù)合物，”O(jiān)''Connor說(shuō)：“在實(shí)驗(yàn)室有可能能合成鹵代生物堿，但這并不容易?！?/p>

　　在生物堿生成過(guò)程中，植物會(huì)首先將一種氨基酸色氨酸轉(zhuǎn)化為色胺，再經(jīng)過(guò)十多次反應(yīng)后，植物就會(huì)生成數(shù)百種不同的終產(chǎn)物。研究人員利用一種細(xì)菌鹵化酶將一個(gè)氯（或溴）原子添加到色胺上。鹵素會(huì)在整個(gè)合成過(guò)程中都保留在分子中。

　　在后續(xù)的工作中，研究人員希望能夠?qū)λ械拈L(zhǎng)春花屬的植物進(jìn)行操作以獲得新的化合物。他們同時(shí)還在致力提高合成的總產(chǎn)率，因?yàn)槟壳昂铣傻漠a(chǎn)率比自然生物堿生成率還是低了近15倍。

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