【中國科學報】中科院分子植物科學卓越創新中心首次用煙草實現紫杉醇重要中間體合成

文章来源:分子植物科学卓越创新中心/植物生理生態研究所  |  发布时间:2019-11-04  |  【打印】 【關閉

  

     本報訊(記者黃辛)中科院分子植物科學卓越創新中心研究員王勇小組首次在植物底盤中實現了紫杉醇關鍵中間體5a—羟基紫杉二烯的異源合成。該成果近日在線發表于《自然—通訊》。

  紫杉醇是從紅豆杉樹皮中分離的一種具有抗癌活性的珍稀二萜類化合物,是廣泛用于多種癌症治療的臨床一線藥物。紫杉醇在紅豆杉樹皮中的含量僅約爲幹重的萬分之一,目前主要依賴于消耗紅豆杉資源的半合成方法獲得,遠不能滿足臨床需求。

  研究人員將紫杉二烯合酶、紫杉二烯5α—羟化酶及其還原酶導入本氏煙草體系中。檢測發現,這些酶在細胞中定位于不同的區域,這種不同的分區是此前P450酶參與的紫杉醇中間體在植物體系中未成功合成的關鍵。研究人員對紫杉二烯—5α—羟化酶及細胞色素P450還原酶進行葉綠體定位改造,實現了5α—羟基紫杉二烯的合成,産量爲0.9微克每克鮮重葉片。

  經進一步實驗,研究人員發現,通過共強化DXS(1—脫氧—D—木酮糖5—磷酸合酶)和GGPPS(牦牛兒基牦牛兒基焦磷酸合酶基因),可將紫杉二烯的産量提高至56微克每克鮮重水平,將5α—羟基紫杉二烯的産量提高至1.3微克每克鮮重水平。

  該研究爲複雜天然産物的異源合成提供了一種基于植物底盤的成功案例,所建立的工程化煙草體系爲進一步解析紫杉醇的未知合成途徑提供了可能。

  相關論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-12879-y 

  《中国科学报》 (2019-11-04 第4版 综合)

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