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掀起银河系的“活有机体中发现自然生物合成过程或为药物研发开辟新天地
时间:2022-06-07 10:39 来源:科技日报 阅读人次:1  【字体:

  据1日发表在英国《自然》杂志上的研究,日本东京大学、日本高能加速器研究机构(KEK)、中国武汉大学与德国波恩大学合作,首次见证了在真菌中不使用角鲨烯就形成三萜类化合物。发现在活有机体中实现由简单化合物到复杂化合物的生物合成,或为制药科学开辟了一个新世界。

  三萜类化合物是一种有机化合物,广泛存在于动物、植物、微生物甚至人类体内。目前已发现约2万种不同的三萜类化合物,由于其抗炎、抗癌、抗糖尿病和其他有价值的特性,它们被广泛用于化妆品、食品补充剂,尤其是许多药物的重要来源。

  此前,所有已知的三萜类化合物都被认为是从一种常见前体角鲨烯中产生的。角鲨烯本身也是一种三萜类化合物。现在,研究人员发现了一种不需要角鲨烯作为前体的新型三萜类化合物。

  “没有人能想象在自然界中会发生这样的事情。这是一种新的生物合成机器。”东京大学药学研究生院的阿部郁朗教授解释说。

  通常情况下,生成复杂的分子化合物需要多个酶反应,例如当人体使用角鲨烯来产生激素和胆汁酸时就是这样。然而,在单一的酶反应中,一种名为C5异戊二烯单元的简单分子是构建非常复杂的三萜类分子结构的起点。

  这是武汉大学研究团队通过基因组挖掘寻找新的天然产物时发现的。他们发现在真菌中广泛分布的新基因,并对这些新基因进行了表征,其中一个恰好是三萜类的合成。波恩大学团队阐明了详细的酶反应机制,东京大学和KEK研究人员开展了结构分析。

  “自然界中的化学比我们在工业中使用的化学合成更有效,这就是为什么我们对自然界中的生物合成过程感兴趣的原因。”阿部郁朗说,“大自然的方法是一种更好、更便宜、更清洁的工艺。我们正试图更好地了解自然界中的过程是如何发生的,这样我们就可以在实验室中重新创建或重新设计它,以获得越来越重要和有用的化合物。”

  这一新发现仅仅是个开始。阿部郁朗说:“我们已经解决了蛋白质结构的问题,并已经在操纵生物合成机制,试图制造出更多有用的分子,以用于药物开发。”

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