記者4月21從天津大學(xué)獲悉，該校藥學(xué)院副教授梅坤榮和教授高文遠(yuǎn)課題組通過(guò)理性設(shè)計(jì)技術(shù)，獲得了高效生產(chǎn)稀有人參皂苷的新元件,，有望實(shí)現(xiàn)稀有人參皂苷的高效生產(chǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《先進(jìn)科學(xué)》上。

　　人參,、三七等傳統(tǒng)中藥材中富含被譽(yù)為“植物黃金”的稀有人參皂苷,。據(jù)介紹，人參皂苷分為兩類(lèi),，一類(lèi)是原型人參皂苷,，其在植物中含量較高，但活性較低,，人體難以吸收,；另一類(lèi)是稀有人參皂苷，它是原型人參皂苷的代謝產(chǎn)物,，活性更高,，更容易被人體吸收利用。稀有人參皂苷功效強(qiáng)大,，已經(jīng)被證明具有抗腫瘤,、抗炎和增強(qiáng)免疫力的作用。然而,，稀有人參皂苷在植物中的含量極低,，通常不到0.1%，而且提取過(guò)程復(fù)雜,、成本高,，還容易產(chǎn)生環(huán)境污染。

　　為解決這個(gè)問(wèn)題,，科研團(tuán)隊(duì)使用了合成生物學(xué)技術(shù),，通過(guò)構(gòu)建微生物或植物細(xì)胞，使其如同工廠一樣生產(chǎn)稀有人參皂苷,。研究團(tuán)隊(duì)前期通過(guò)基因編輯,、細(xì)胞器工程等合成生物學(xué)策略，構(gòu)建了植物細(xì)胞工廠生產(chǎn)稀有人參皂苷,。為提高產(chǎn)率,，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步聚焦這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵元件——糖基轉(zhuǎn)移酶的蛋白質(zhì)。它能夠催化人參皂苷合成的最后幾步反應(yīng),，決定最終產(chǎn)物的種類(lèi)和含量,。

　　然而，現(xiàn)有的糖基轉(zhuǎn)移酶生產(chǎn)稀有人參皂苷的效率難以滿(mǎn)足大規(guī)模生產(chǎn)的需求,。研究團(tuán)隊(duì)聚焦稀有人參皂苷生物合成的關(guān)鍵糖基轉(zhuǎn)移酶Pq3-O-UGT2,，首次解析了它與底物結(jié)合的晶體結(jié)構(gòu)。通過(guò)這項(xiàng)研究,，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種糖基轉(zhuǎn)移酶的底物結(jié)合口袋具有獨(dú)特的取向和顯著的疏水性,，能夠識(shí)別多種底物，包括不同的人參皂苷和部分黃酮類(lèi)天然產(chǎn)物,?；谶@些發(fā)現(xiàn),，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該糖基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行了改造，成功構(gòu)建了突變體,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，改造后的糖基轉(zhuǎn)移酶更傾向于合成稀有人參皂苷，并且生產(chǎn)稀有人參皂苷的效率顯著提高,，為未來(lái)的大規(guī)模生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),。

　　“這項(xiàng)研究的突破性意義在于為稀有人參皂苷的高效生產(chǎn)提供了新思路?！泵防s介紹，未來(lái),，隨著合成生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,，稀有人參皂苷的生產(chǎn)成本有望大幅降低。（記者陳曦 通訊員焦德芳）

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