MIT化學家利用轉基因植物獲得新藥
日期：2010-11-05 13:39:45
研究人員在長春花中插入細菌基因，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藥物作用時間。
研究小組的主要目標是針對一種稱為長春堿的生物堿，在臨床上長春堿常被用于治療多種癌癥如霍奇金氏淋巴瘤。研究小組的負責人OConnor希望以長春堿等藥物為支架對其進行改造，以提高這些藥物的效力。
“我們正在嘗試利用植物合成機制獲得自然產物的各種不同迭代物，”OConnor說：“通過改變自然產物的結構，我們有可能獲得不同的或增強的生物及藥理活性。”
早在上世界90年代，科學家們就采用基因工程方法將新基因介導到植物中，從而研制出一種可生成Bt殺蟲劑的谷物。OConnor采用的是一種稱為代謝工程學的方法，這種方法并非僅是在植物中加入一種編碼新蛋白的基因，而是通過添加酶基因重塑植物自然合成信號，調整宿主生物體的一系列反應構建新分子，最終獲得多種產物。
大部分代謝工程師都采用細菌作為宿主生物體，因為細菌的基因相對易于操作。而OConnor則選用了植物作為宿主生物體。她認為通過植物來揭示未知的植物合成信號無疑才是最合適的。“你不可能在細菌上重建完整的植物信號，無非你已經獲得所有的基因，”OConnor說。
在從前的試驗中，OConnor和她的學生們通過改變原料的方法誘導長春花根細胞產生了新的化合物。在新研究中，他們對細胞進行了遺傳操作使其表達編碼酶的基因，將氯或溴添加到長春堿前體及其他生物堿中。
“這兩個細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合物，”OConnor說：“在實驗室有可能能合成鹵代生物堿，但這并不容易。”
在生物堿生成過程中，植物會首先將一種氨基酸色氨酸轉化為色胺，再經過十多次反應后，植物就會生成數百種不同的終產物。研究人員利用一種細菌鹵化酶將一個氯（或溴）原子添加到色胺上。鹵素會在整個合成過程中都保留在分子中。
在后續的工作中，研究人員希望能夠對所有的長春花屬的植物進行操作以獲得新的化合物。他們同時還在致力提高合成的總產率，因為目前合成的產率比自然生物堿生成率還是低了近15倍。
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