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重要抗癌药物“紫杉醇”，大肠杆菌发酵合成法获重大突破
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一个国际科研团队最近发表在美国国家科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的研究结果致力于克服代谢工程中现有的一些障碍，并选择一个特定的紫杉醇前体作为自己的目标。考虑到新类型的代谢化学过程包括聚合，环化以及糖基化，他们试图在大肠杆菌中使用细胞色素P450酶—在自然界通常用于分子氧化—来系统化高水平的氧合化学。 细胞利用一个特定的系统来构造复杂分子。首先，它们通过聚合和环化基础代谢元件来构建支架。一旦支架到位，剪切酶用一部分的官能团来修饰分子—基本上，分子中起作用的只是一部分—和这些功能过程在氧合作用中有一个层次结构，这是由酶P450介导的，也是非常重要的。P450广泛存在于天然代谢化学，因为它具有选择性氧合无活性碳的独特能力，这也使得它特别适合用于分子生物合成领域。 研究人员并没有试图产生紫杉醇，这是一个艰巨的任务；相反，他们试图系统化在药物生物合成过程中的第三步。他们在大肠杆菌中设计了P450介导的催化作用，并第一时间证明，该细菌是植物细胞色素P450的合适宿主。他们写道，“最终，这项工作推进了紫杉醇代谢工程，而在过去的五年里该工程一直处于停滞状态。” 他们也发现，单一通路模块的高表达会影响上游酶的表达，进而破坏它们分子系统的整体性能。确切原因虽然未知，但他们推测，这可能是P450酶独享在后期所需的某些资源的结果。他们写道，“充分阐明紫杉醇途径的工作尚未完成，并且愈发显得比原先认为的复杂，但是这项工作奠定了P450酶在大肠杆菌体内更快，更高效表达的基础，希望在不久的将我们会看到复杂的生物合成物和宝贵的天然产物的大规模应用。” |
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