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科学家设计酵母菌用于吗啡合成

科学家设计酵母菌用于吗啡合成

据在线发表于《自然-化学生物学》上的一项研究称,科学家设计出一种酵母菌可用于合成吗啡以及其他天然或者半合成的类似物。该项工作在鸦片制剂的生产改进方面迈出重要一步。

鸦片制剂比如吗啡通常用于医学治疗,但是其化学成分复杂意味着其商业制造的局限性,目前制造方法只能依赖于植物提取。而依赖于微生物比如大肠杆菌和酵母菌所实现的吗啡以及相关分子的生物改进合成则可能极大地扩大生产。但是并非所有在生物合成过程中出现的基因都得到确认,并且在已知的那些基因中,只有很少一部分在不同类型的宿主体内进行了测试。

为了探究酵母菌对鸦片制剂生产起到的效果,Christina Smolke等人在酵母中引入一系列的酶以便将化学中间体二甲基吗啡转化为吗啡及相关分子。研究人员利用代谢工程方法优化了这些不同的酶的相对数量并从空间上用酵母细胞将其分隔开,以模拟它们在更复杂的植物细胞中的位置。最终,通过添加从进化的细菌中所确定的酶到鸦片制剂里产生作用的方式,研究人员成功制造出诸如二氢可待因酮和羟考酮这样的附加产物。而整个制造过程的建立还需进一步的研究。

原文检索:

Kate Thodey, Stephanie Galanie & Christina D Smolke. A microbial biomanufacturing platform for natural and semisynthetic opioids. Nature Chemical Biology, 24 August 2014; doi:10.1038/nchembio.1613

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