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新手已上路木蟲 (職業(yè)作家)
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[交流]
重要抗癌藥物“紫杉醇”，大腸桿菌發(fā)酵合成法獲重大突破
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一個(gè)國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)最近發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的研究結(jié)果致力于克服代謝工程中現(xiàn)有的一些障礙，并選擇一個(gè)特定的紫杉醇前體作為自己的目標(biāo)�？紤]到新類型的代謝化學(xué)過程包括聚合，環(huán)化以及糖基化，他們?cè)噲D在大腸桿菌中使用細(xì)胞色素P450酶—在自然界通常用于分子氧化—來系統(tǒng)化高水平的氧合化學(xué)。 細(xì)胞利用一個(gè)特定的系統(tǒng)來構(gòu)造復(fù)雜分子。首先，它們通過聚合和環(huán)化基礎(chǔ)代謝元件來構(gòu)建支架。一旦支架到位，剪切酶用一部分的官能團(tuán)來修飾分子—基本上，分子中起作用的只是一部分—和這些功能過程在氧合作用中有一個(gè)層次結(jié)構(gòu)，這是由酶P450介導(dǎo)的，也是非常重要的。P450廣泛存在于天然代謝化學(xué)，因?yàn)樗哂羞x擇性氧合無活性碳的獨(dú)特能力，這也使得它特別適合用于分子生物合成領(lǐng)域。 研究人員并沒有試圖產(chǎn)生紫杉醇，這是一個(gè)艱巨的任務(wù)；相反，他們?cè)噲D系統(tǒng)化在藥物生物合成過程中的第三步。他們?cè)诖竽c桿菌中設(shè)計(jì)了P450介導(dǎo)的催化作用，并第一時(shí)間證明，該細(xì)菌是植物細(xì)胞色素P450的合適宿主。他們寫道，“最終，這項(xiàng)工作推進(jìn)了紫杉醇代謝工程，而在過去的五年里該工程一直處于停滯狀態(tài)�！� 他們也發(fā)現(xiàn)，單一通路模塊的高表達(dá)會(huì)影響上游酶的表達(dá)，進(jìn)而破壞它們分子系統(tǒng)的整體性能。確切原因雖然未知，但他們推測(cè)，這可能是P450酶獨(dú)享在后期所需的某些資源的結(jié)果。他們寫道，“充分闡明紫杉醇途徑的工作尚未完成，并且愈發(fā)顯得比原先認(rèn)為的復(fù)雜，但是這項(xiàng)工作奠定了P450酶在大腸桿菌體內(nèi)更快，更高效表達(dá)的基礎(chǔ)，希望在不久的將我們會(huì)看到復(fù)雜的生物合成物和寶貴的天然產(chǎn)物的大規(guī)模應(yīng)用。” |
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