紫杉醇是從紅豆杉樹皮中分離的一種具有抗癌活性的珍稀二萜類化合物，是廣泛用于多種癌癥治療的臨床一線藥物。紫杉醇在紅豆杉樹皮中的含量?jī)H約為干重的萬(wàn)分之一，目前主要依賴于消耗紅豆杉資源的半合成方法獲得，遠(yuǎn)不能滿足臨床需求。

　　研究人員將紫杉二烯合酶、紫杉二烯5α—羥化酶及其還原酶導(dǎo)入本氏煙草體系中。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，這些酶在細(xì)胞中定位于不同的區(qū)域，這種不同的分區(qū)是此前P450酶參與的紫杉醇中間體在植物體系中未成功合成的關(guān)鍵。研究人員對(duì)紫杉二烯—5α—羥化酶及細(xì)胞色素P450還原酶進(jìn)行葉綠體定位改造，實(shí)現(xiàn)了5α—羥基紫杉二烯的合成，產(chǎn)量為0.9微克每克鮮重葉片。

　　經(jīng)進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)共強(qiáng)化DXS（1—脫氧—D—木酮糖5—磷酸合酶）和GGPPS（牦牛兒基牦牛兒基焦磷酸合酶基因），可將紫杉二烯的產(chǎn)量提高至56微克每克鮮重水平，將5α—羥基紫杉二烯的產(chǎn)量提高至1.3微克每克鮮重水平。

　　該研究為復(fù)雜天然產(chǎn)物的異源合成提供了一種基于植物底盤的成功案例，所建立的工程化煙草體系為進(jìn)一步解析紫杉醇的未知合成途徑提供了可能。

　　相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-019-12879-y 

　　《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2019-11-04 第4版 綜合)

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