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我国科学家解析出青蒿素“类过氧桥键”合成机制

我国科学家解析出青蒿素“类过氧桥键”合成机制

  屠呦呦因发现青蒿素而获得2015年诺贝尔生理与医学幸运28奖,再次引发科技界对于青蒿素及其相关研究的关注。记者从中科院微生物所获悉,该所张立新研究员担任首席科学家的《合成微生物体系的适配性研究》973项目团队,在国际上首次解析出青蒿素类过氧桥键合成机制,这标志着人类在发现催化青蒿酸形成青蒿素的“环内过氧键合酶”的进程中向前迈了一大步。这一研究成果已于前不久发表在《自然》杂志上。

  在科技界,人类已经不满足于了解“已经存在的东西”,而开始聚焦于这样一个问题:我们能否“创造”一些生命,拼接、构建出一些自然界原本不存在的生物,而这些生物会给我们带来出人意料的产出?合成生物学,就是聚焦于此。目前,合成生物学已渗透到天然产物开发的各个环节中,屠呦呦所发现的青蒿素,就是其中一种。

  然而,传统的青蒿素生产方式还是要通过植物的种植,周期长并且供应量有限。美国科学家团队利用染色体表达等技术将多种物种的基因表达在酵母中,合成青蒿素的前体青蒿酸,再通过化学半合成得到青蒿素,最终青蒿酸的产量达到了25克/升,使利用酵母生产青蒿素取得突破性和革命性进展。

  研究并未止步于此。科学家发现,青蒿素的抗疟疾活性,与“过氧键”密不可分,但是,催化“青蒿酸”形成“青蒿素”的“环内过氧键合酶”却一直没有找到,成为一道世界难题。

  张立新团队大胆猜测“环内过氧键合酶”可能来源于黄花蒿共生的真菌中,于是,该团队从几株曲霉和靑霉菌种中,分离出具有抗感染等多种生物活性的“含过氧桥键萜类吲哚生物碱真菌毒素”。该团队进一步解析发现,该化合物过氧桥键是由一个非血红素酶催化合成,是一种类过氧桥键。该团队称,阐明这一化合物合成新机制,为人类发现“环幸运28内过氧键合酶”向前迈了一大步。

  在前不久召开的该项目年度总结会上,包括赵国屏、邓子新等院士在内的专家组认为,该项目面向国家生物医药重大需求,聚焦适配性科学问题,各个子课题的主题集中在适配性机制上,是“最不拼盘的973项目”。

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  (原载于《中国青年报》 2015-12-23 06版)