永利皇宫官网:糖 - 吗啡转化的最后一步被破译

最后一块罂粟谜现在在手:植物遗传学家已经在植物中分离出基因,该基因在将葡萄糖和其他简单化合物转化为可待因,吗啡和各种其他药物方面进行了最后一个未知步骤。 这一发现为将这些药物生产所需的全套基因拼接到酵母中奠定了基础,从而可以生产出更安全,更便宜的版本。

加州大学伯克利分校的合成生物学家John Dueber说,这项新工作是“坚实的”,他正致力于将吗啡合成基因拼接到酵母细胞中。 他说,不仅研究人员弄清楚罂粟花是如何实现这一缺失的步骤的,而且他们还将基因转移到酵母中,并表明它也可以在微生物中发挥作用。

数千年来,人们已经收获了用于吗啡和其他药物的罂粟植物。 在过去十年中,一些研究小组一直致力于破译负责这些化学转化的基因。 他们的最终目标是将完整的合成途径转移到酵母中,从而可以通过发酵生产药物。 它还可以使药物化学家更容易调整基因以产生可能具有较少副作用和成瘾性质的新版药物。 与此同时,这项工作引起了人们的担忧,即毒贩可能很快就能 。

上个月,Dueber和他的同事成功地将完整的葡萄糖 - 吗啡途径的前半部分拼接到酵母中。 这些基因将葡萄糖转化为称为S-永利皇宫官网番荔枝碱的中间化合物。 其他组已经为酵母提供了该途径的后半部分的基因,其将称为R-永利皇宫官网番荔枝碱的类似中间体转化为可待因,吗啡等。 这使得中间只缺少一步:将S-永利皇宫官网番荔枝碱转化为R-永利皇宫官网番荔枝碱。

几十年来,研究人员一直在寻找进行这种转换的生物分子。 一些调查人员发现了潜在客户。 例如,1992年,德国生物化学家发现,从S-永利皇宫官网番荔枝碱转化为R-永利皇宫官网番荔枝碱可能会通过另一种叫做1,2-脱氢赖氨酸的中间体化合物。 但他们正在使用复杂的罂粟植物提取物,从未分离出负责进行这两步法的基因和酶。

在早期成功进入生物合成途径的另一部分之后,英国约克大学的生化遗传学家Ian Graham决定将S-永利皇宫官网番荔枝碱用于R-永利皇宫官网番荔枝步骤。 约克团队已经看到其他研究人员以前的研究表明,给罂粟特定的RNA分子带来了S-永利皇宫官网番荔枝素的显着提升。 这种被称为干扰RNA(RNAi)的RNA被设计用于抑制称为COR的基因的活性,该基因在生物合成途径的后期起作用,将前体转化为可待因和吗啡。 目前还不清楚为什么击倒COR会使远端上游的S-永利皇宫官网番荔枝碱水平升高。 但Graham和他的同事怀疑RNAi具有未知的作用,抑制与COR密切相关的上游基因的表达。 因此,他们使用RNAi作为诱饵捕获任何与其结合的相关基因。

他们抓住了一个名为STORR的基因,并获得了大奖。 在分离STORR基因后,Graham和他的同事们发现它编码的单一蛋白质可以完成将S-永利皇宫官网番荔枝碱转化为R-永利皇宫官网番荔枝碱所需的两个步骤。 他们还分析了罂粟植物的突变菌株,这些菌株也被发现可以积累S-永利皇宫官网番荔枝碱 ,并发现所有STORR基因都有突变,使得它们无法将S-永利皇宫官网番荔枝碱转化为R-永利皇宫官网番荔枝碱 最后,当他们将STORR基因添加到酵母中时, 番荔枝碱 番荔枝碱 ,他们今天在线报道了“ 科学”杂志

最后一块拼图现在在手,Dueber说,挑战将是表达完整合成途径进入酵母的基因。 Dueber说,这是一个“相当大的”障碍,但可能在几年内完成。 即使这样做,微生物仍然可能只生产少量的最终药物。 那么任务就是提高每个步骤的效率。 这也可能不是一个不可逾越的挑战。