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我國科學家揭示托品烷生物堿生物合成的關鍵機制

發布時間:2021-09-24 14:19:07 | 來源:【中國生物技術發展中心 2021-09-24】
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以托品烷生物堿(莨菪堿)為藥效基礎的植物曼陀羅和顛茄,在全世界有近兩千年藥用歷史。目前,莨菪堿在臨床上被廣泛用于鎮痛、麻醉、止痙攣等,具有較大市場。然而,其生物合成機制被相關科學家列為未被解決的科學問題。

“合成生物學”重點專項“基于植物底盤的藥用植物活性成分研究及其應用”項目近期取得重要進展。中科院昆明植物所的團隊報道了茄科植物中存在一類III型聚酮合酶,能利用丙二酰輔酶A(Malonyl-CoA)高效合成莨菪堿生物合成的關鍵中間體,解決了其基本骨架托品酮的形成機理。該研究不僅回答了上述科學問題,還發現了一種新類型III型聚酮合酶。100年前Robinson先生(1947年諾貝爾化學獎獲得者)的托品酮化學全合成,作為教科書中天然產物全合成的第一個案例,科學家們堅信其是仿生合成,闡釋的合成機理與化學合成如出一轍。在此基礎上,研究團隊進一步闡明了將托品烷骨架代謝導向莨菪堿和東莨菪堿的糖基轉移酶、海螺堿合酶和醛脫氫酶,實現了莨菪堿生物合成途徑的完整解析,為基于合成生物學的托品烷藥物的異源生產奠定了重要基礎。















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