科学家对植物进行基因改造以期开发出新药

　　

我们的一些最好的药物直接来自自然界。通常在民间使用药用植物有长的历史，化学家们希望通过改造植物制造药物的机器来扩展天然产品的应用范围。在Journal of the American Chemical Society上的一篇报道介绍了这一工作。

药用植物产生从止痛药乙酰水杨酸（通常称为阿斯匹林，是柳树树皮的提取物成分之一）到在太平洋紫杉树中发现的抗癌药紫杉醇。但这些还只是一小部分，研究人员努力在许多还未发现的植物中寻找有用的药物分子。

其他人则从事对已有植物酶进行改造，努力制造出类似于天然产物的非天然产物，以寻找可能有药用价值的物质。

日本东京大学的Yutaka Ebizuka和他的同事们对制造三萜类分子的酶进行了研究。三萜类分子是一类常见天然产物，目前为止已经鉴定出九十多种此类天然分子。

一些三萜类分子经化学修饰后被用作药物，有一些的天然形式即表现出药用价值，比如抗癌和抗炎症药。至于这些分子如何使产生它们的植物自身受益，目前还不清楚。

几个酶共同作用进行一系列化学转化以产生含复杂碳骨架的三萜类分子。Ebizuka的研究组认为对这些酶如何共同作用的了解可能会对他们所进行的分子构建过程有帮助，也许可以制造出新型的三萜类分子。

他们的工作集中在两个酶上。一个是人参中的制造一种名为酯檀素的三萜类分子的酯檀素合成酶，酯檀素含有五个六碳环。另一个是存在于橄榄树和一种芜菁中的制造羽扇豆醇的羽扇豆醇合成酶，羽扇豆醇有四个六碳环和一个五碳环。

研究者改变了决定蛋白形状和功能区域的氨基酸以改变酶的结构。结果发现羽扇豆醇合成酶仅一个氨基酸的改变，就使其转变为酯檀素合成酶。尽管在氨基酸链上的其它数百个氨基酸完全相同，这一改变使得酶制造酯檀素而不是羽扇豆醇。

研究结果表明酶的行为对氨基酸序列非常敏感。改变肽链上合适位置的氨基酸可能产生出新型酶分子，从而制造出大量非天然的，但颇有价值的植物产物。