英國生物科學(xué)理事會（ BBSRC ）旗下的John Innes 研究所(John Innes Centre)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種自然界存在的重要酶，這一發(fā)現(xiàn)打開了高效廉價生成藥物化合物之門。研究成果發(fā)表在11月21日的《自然》（Nature）雜志上。

“成千上萬的化合物都來源于這種我們稱之為環(huán)烯醚萜合酶(iridoid synthase)的酶，”論文的資深作者、John Innes 研究所和東英格利亞大學(xué)Sarah OConnor博士說。

“我們可以開始利用它來想出一些能使醫(yī)學(xué)和農(nóng)業(yè)受益的具有生物活性的自然新結(jié)構(gòu)?！?/SPAN>

抗癌藥物長春堿（vinblastine）可由藥用植物長春花（Madagascar periwinkle）等一些植物自然產(chǎn)生，也可以用快速生長的植物來生成它。利用合成生物學(xué)還可以對其進(jìn)行改造。

當(dāng)前硫酸長春堿的抗癌成分主要是來自長春花植物。但長春堿生成水平通常非常低下，且藥物具有許多的副作用。研究人員希望找到一條途徑更廉價、更容易地生成長春堿，并改造其化學(xué)結(jié)構(gòu)減輕副作用。

研究人員證實(shí)環(huán)烯醚萜合酶是生成這種化合物必不可少的步驟。他們利用這種環(huán)烯醚萜合酶將來自中藥荊芥（catnip）的強(qiáng)效化合物制成長春堿（vinblastine）。

蚜蟲是重要的農(nóng)業(yè)害蟲。許多的蚜蟲能夠生成一些與環(huán)烯醚萜合酶產(chǎn)物相同或相似的性信息激素。策略性使用這些環(huán)烯醚萜化合物可以破壞蚜蟲的繁殖周期，或?qū)⑺鼈儚霓r(nóng)作物中驅(qū)逐出來。

“此外，環(huán)烯醚萜合酶也可作為許多其他環(huán)烯醚萜類化合物的基本支架，我們可以開始嘗試建立一些具有生物活性的新化合物結(jié)構(gòu)?！?/SPAN>

所有環(huán)烯醚萜的骨架都包含兩個稠環(huán)，科學(xué)家們一直試圖追蹤是什么導(dǎo)致生成了這一環(huán)狀系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)表明環(huán)烯醚萜合酶對此負(fù)責(zé)。

科學(xué)家們在環(huán)烯醚萜合酶之前就知道有這種酶存在，且知道編碼它的基因的表達(dá)機(jī)制。文章的主要作者、Fernando Geu-Flores由此尋找了以相似方式表達(dá)的基因編碼的酶，將他們的研究縮小到20種酶。

上世紀(jì)80年代發(fā)布的研究表明這種下落不明的酶依賴一種稱作NADPH的特殊化合物，因此將他們的搜尋范圍又縮小到兩種酶。最后確定了這一重要的酶。

OConnor和同事們將進(jìn)一步調(diào)查這種酶是否在近100年來化學(xué)家們利用的一種簡單化學(xué)反應(yīng)中起作用的酶?？茖W(xué)家們一直試圖尋找催化Diels-Alder反應(yīng)（以發(fā)現(xiàn)它的科學(xué)家、諾貝爾獎獲得者命名）的酶。更好地了解環(huán)烯醚萜合酶的作用機(jī)制可能為利用合成生物學(xué)生成藥物化合物開辟新途徑。