我國科學(xué)家揭示托品烷生物堿生物合成的關(guān)鍵機(jī)制

    以托品烷生物堿（莨菪堿）為藥效基礎(chǔ)的植物曼陀羅和顛茄，在全世界有近兩千年藥用歷史。目前，莨菪堿在臨床上被廣泛用于鎮(zhèn)痛、麻醉、止痙攣等，具有較大市場。然而，其生物合成機(jī)制被相關(guān)科學(xué)家列為未被解決的科學(xué)問題。

    “合成生物學(xué)”重點(diǎn)專項(xiàng)“基于植物底盤的藥用植物活性成分研究及其應(yīng)用”項(xiàng)目近期取得重要進(jìn)展。中科院昆明植物所的團(tuán)隊(duì)報道了茄科植物中存在一類III型聚酮合酶，能利用丙二酰輔酶A（Malonyl-CoA）高效合成莨菪堿生物合成的關(guān)鍵中間體，解決了其基本骨架托品酮的形成機(jī)理。該研究不僅回答了上述科學(xué)問題，還發(fā)現(xiàn)了一種新類型III型聚酮合酶。100年前 Robinson先生（1947年諾貝爾化學(xué)獎獲得者）的托品酮化學(xué)全合成，作為教科書中天然產(chǎn)物全合成的第一個案例，科學(xué)家們堅信其是仿生合成，闡釋的合成機(jī)理與化學(xué)合成如出一轍。在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步闡明了將托品烷骨架代謝導(dǎo)向莨菪堿和東莨菪堿的糖基轉(zhuǎn)移酶、海螺堿合酶和醛脫氫酶，實(shí)現(xiàn)了莨菪堿生物合成途徑的完整解析，為基于合成生物學(xué)的托品烷藥物的異源生產(chǎn)奠定了重要基礎(chǔ)。