2月19日記者獲悉，中國農業科學院深圳農業基因組研究所研究員閆建斌團隊發現了紫杉醇生物合成途徑中兩個缺失的關鍵酶，打通了紫杉醇的生物合成途徑。相關研究成果日前在線發表于《科學》。
紫杉醇是著名的抗癌天然產物藥物，被廣泛應用于乳腺癌、卵巢癌等多種癌癥的臨床治療。然而，天然紫杉醇來源稀缺且單一，僅能從珍稀瀕危裸子植物紅豆杉中提取。
自上世紀80年代以來，科學家們一直在探索一種能夠替代從天然來源中提取紫杉醇的人工合成方法。1990年，美國率先研發出紫杉醇半合成路線，并迅速投入商業化生產。在此后的30余年里，全球上百個科研團隊相繼投入到紫杉醇的生物全合成研究中，但均未能實現突破。
2021年，閆建斌團隊領銜繪制出了國際首張染色體級別的南方紅豆杉高質量參考基因組圖譜，揭開了紅豆杉合成紫杉醇的遺傳密碼。閆建斌介紹，在這張圖譜的指引下，研究團隊進一步篩選了58個紫杉醇生物合成的關鍵候選基因。最終，他們成功發現了能夠催化氧雜環丁烷環合成的細胞色素酶，并給它起名為“TOT1”。
在過去的30年里，科學家們一直未能鑒定出催化紫杉烷C9位（紫杉烷分子中的一個特定碳原子的位置）氧化的酶。面對這個難題，研究團隊另辟蹊徑，創造性地構建了一個紫杉素的生物合成植物底盤，并利用這個底盤和生物信息學分析，從17個候選基因中成功篩選出了負責紫杉烷C9位氧化的酶T9αH1。
在克服了關鍵酶缺失的難題后，研究人員運用人工異源合成途徑策略，將新發現的酶與已知的合成酶巧妙地組合在一起。經過數次嘗試，終于在植物底盤中成功生成了巴卡亭Ⅲ。這是紫杉醇生物合成過程中一個至關重要的中間體。結合亞細胞定位分析等實驗結果，研究人員繪制出了巴卡亭Ⅲ的完整生物合成路線圖。
2月19日記者獲悉，中國農業科學院深圳農業基因組研究所研究員閆建斌團隊發現了紫杉醇生物合成途徑中兩個缺失的關鍵酶，打通了紫杉醇的生物合成途徑。相關研究成果日前在線發表于《科學》。
紫杉醇是著名的抗癌天然產物藥物，被廣泛應用于乳腺癌、卵巢癌等多種癌癥的臨床治療。然而，天然紫杉醇來源稀缺且單一，僅能從珍稀瀕危裸子植物紅豆杉中提取。
自上世紀80年代以來，科學家們一直在探索一種能夠替代從天然來源中提取紫杉醇的人工合成方法。1990年，美國率先研發出紫杉醇半合成路線，并迅速投入商業化生產。在此后的30余年里，全球上百個科研團隊相繼投入到紫杉醇的生物全合成研究中，但均未能實現突破。
2021年，閆建斌團隊領銜繪制出了國際首張染色體級別的南方紅豆杉高質量參考基因組圖譜，揭開了紅豆杉合成紫杉醇的遺傳密碼。閆建斌介紹，在這張圖譜的指引下，研究團隊進一步篩選了58個紫杉醇生物合成的關鍵候選基因。最終，他們成功發現了能夠催化氧雜環丁烷環合成的細胞色素酶，并給它起名為“TOT1”。
在過去的30年里，科學家們一直未能鑒定出催化紫杉烷C9位（紫杉烷分子中的一個特定碳原子的位置）氧化的酶。面對這個難題，研究團隊另辟蹊徑，創造性地構建了一個紫杉素的生物合成植物底盤，并利用這個底盤和生物信息學分析，從17個候選基因中成功篩選出了負責紫杉烷C9位氧化的酶T9αH1。
在克服了關鍵酶缺失的難題后，研究人員運用人工異源合成途徑策略，將新發現的酶與已知的合成酶巧妙地組合在一起。經過數次嘗試，終于在植物底盤中成功生成了巴卡亭Ⅲ。這是紫杉醇生物合成過程中一個至關重要的中間體。結合亞細胞定位分析等實驗結果，研究人員繪制出了巴卡亭Ⅲ的完整生物合成路線圖。
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