我国科学家在抗癌明星药物紫杉醇生物合成领域取得重要突破

1月26日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）与国内外多家单位合作，鉴定得到紫杉醇生物合成途径的关键缺失酶，揭示了植物细胞催化氧杂环丁烷结构形成的全新机制，建立了迄今为止最短的紫杉醇生物合成途径。相关研究成果发表在《科学（Science）》上。

据闫建斌研究员介绍，紫杉醇是世界著名的植物抗癌天然产物药物，广泛应用于乳腺癌、卵巢癌等多种癌症的临床治疗。然而，天然紫杉醇产量稀缺且来源单一，仅能从珍稀濒危裸子植物红豆杉中提取。各国科学家都在寻找一种可以替代天然提取紫杉醇的合成方法，然而，由于紫杉醇生物合成途径高度复杂，半个世纪以来，该通路依然未被完全解析。

该研究综合利用基因组学、代谢组学、生物化学、分子生物学、化学生物学、合成生物学等技术手段，对多个紫杉醇生物合成关键候选基因进行筛选，成功发现了紫杉烷氧杂环丁烷合酶和紫杉烷碳9位氧化酶，并进一步解析了植物中氧杂环丁烷结构形成的催化机制，改变了环氧化物是生成氧杂环丁烷的先决条件的传统认知。在此基础上，科研人员通过人工异源合成途径构建策略，利用植物底盘实现了合成路线的人工重构，成功在植物底盘中以9个关键合成酶生成了紫杉醇工业化生产前体巴卡亭Ⅲ。

该研究标志着我国在紫杉醇合成生物学理论和技术上站在了世界领先地位，相关研究成果已申请或获得多项专利，为我国紫杉醇绿色制造产业化铺平了道路。

该研究得到了国家重点研发计划和中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj3484