素有“植物大熊貓”之稱的紅豆杉是我國一級珍稀瀕危保護植物，其生長速度極慢，一般成樹需要幾十年甚至上百年，人工種植也非常不易。但這一樹種卻是全球知名抗癌藥物紫杉醇的提取來源。中國農業科學院深圳農業基因組研究所閆建斌團隊近日牽頭髮現紫杉醇生物合成途徑中關鍵的未知酶，設計並重構了紫杉醇生物合成新路線，為開發我國自主的紫杉醇提取生産技術提供重要抓手，從而為中國的紫杉醇綠色製造産業化鋪平道路。相關研究成果于北京時間1月26日在國際期刊《科學》上發表。

　　閆建斌研究員介紹，紫杉醇是一種結構異常複雜且獨特的四環二萜類天然産物，由紅豆杉中提取，在世界上被廣泛應用於多種癌症的臨床治療。在我國，紫杉醇原料藥主要依靠從人工種植的紅豆杉中提取紫杉醇前體分子——巴卡亭Ⅲ，再通過簡單的化學合成修飾，實現大規模生産。但這高度依賴於珍稀而有限的紅豆杉資源，使得紫杉醇藥物生産成本高昂，還可能引發生態破壞和耕地佔用等問題。因此，如何提高紫杉醇的生物合成效率、開發綠色可持續的新型生産策略，以替代天然提取，成為亟待解決的焦點、難點問題。

　　長期以來，世界各國都在積極推動紫杉醇相關研究與産業發展。特別是美國，自20世紀60年代開始至今，一直主導著紫杉醇的科技前沿。當前，最先進的紫杉醇前體巴卡亭Ⅲ等的提取技術、核心的紅豆杉細胞生産技術和基因工程技術等，依然掌控在歐美制藥公司手中。中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）組織國內外多家單位，開展了多年攻關。研究人員從58個關鍵候選基因中，發現了一個關鍵的蛋白酶。這種酶的發現與反應機制的闡明，重塑了科學界對於紫杉醇內部獨特結構的分子反應機制的理解。隨後，研究團隊證明了巴卡亭Ⅲ分子可由9個核心基因合成，繪製出了巴卡亭Ⅲ的完整生物合成過程。

　　以上發現突破了合成生物學技術實現紫杉醇綠色可持續生物製造的關鍵瓶頸，將為紫杉醇合成生物學製造提供關鍵基因。

來源：光明日報    | 撰稿：辛文    | 責編：張逸彬    審核：張淵

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