科技日報北京6月1日電 (實(shí)習記者張佳欣)據1日發(fā)表在英國《自然》雜志上的研究,日本東京大學(xué)、日本高能加速器研究機構(KEK)、中國武漢大學(xué)與德國波恩大學(xué)合作,首次見(jiàn)證了在真菌中不使用角鯊烯就形成三萜類(lèi)化合物。發(fā)現在活有機體中實(shí)現由簡(jiǎn)單化合物到復雜化合物的生物合成,或為制藥科學(xué)開(kāi)辟了一個(gè)新世界。
三萜類(lèi)化合物是一種有機化合物,廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物甚至人類(lèi)體內。目前已發(fā)現約2萬(wàn)種不同的三萜類(lèi)化合物,由于其抗炎、抗癌、抗糖尿病和其他有價(jià)值的特性,它們被廣泛用于化妝品、食品補充劑,尤其是許多藥物的重要來(lái)源。
此前,所有已知的三萜類(lèi)化合物都被認為是從一種常見(jiàn)前體角鯊烯中產(chǎn)生的。角鯊烯本身也是一種三萜類(lèi)化合物?,F在,研究人員發(fā)現了一種不需要角鯊烯作為前體的新型三萜類(lèi)化合物。
“沒(méi)有人能想象在自然界中會(huì )發(fā)生這樣的事情。這是一種新的生物合成機器。”東京大學(xué)藥學(xué)研究生院的阿部郁朗教授解釋說(shuō)。
通常情況下,生成復雜的分子化合物需要多個(gè)酶反應,例如當人體使用角鯊烯來(lái)產(chǎn)生激素和膽汁酸時(shí)就是這樣。然而,在單一的酶反應中,一種名為C5異戊二烯單元的簡(jiǎn)單分子是構建非常復雜的三萜類(lèi)分子結構的起點(diǎn)。
這是武漢大學(xué)研究團隊通過(guò)基因組挖掘尋找新的天然產(chǎn)物時(shí)發(fā)現的。他們發(fā)現在真菌中廣泛分布的新基因,并對這些新基因進(jìn)行了表征,其中一個(gè)恰好是三萜類(lèi)的合成。波恩大學(xué)團隊闡明了詳細的酶反應機制,東京大學(xué)和KEK研究人員開(kāi)展了結構分析。
“自然界中的化學(xué)比我們在工業(yè)中使用的化學(xué)合成更有效,這就是為什么我們對自然界中的生物合成過(guò)程感興趣的原因。”阿部郁朗說(shuō),“大自然的方法是一種更好、更便宜、更清潔的工藝。我們正試圖更好地了解自然界中的過(guò)程是如何發(fā)生的,這樣我們就可以在實(shí)驗室中重新創(chuàng )建或重新設計它,以獲得越來(lái)越重要和有用的化合物。”
這一新發(fā)現僅僅是個(gè)開(kāi)始。阿部郁朗說(shuō):“我們已經(jīng)解決了蛋白質(zhì)結構的問(wèn)題,并已經(jīng)在操縱生物合成機制,試圖制造出更多有用的分子,以用于藥物開(kāi)發(fā)。”