新華社天津3月4日電（記者張建新、栗雅婷）稀有人參皂苷，被譽(yù)為“植物黃金”。我國研究人員日前通過合成生物學(xué)技術(shù)獲得了高效生產(chǎn)稀有人參皂苷的新元件，為“植物黃金”的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
這一科研成果由天津大學(xué)藥學(xué)院副教授梅坤榮的課題組和國家中藥材產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家、天津大學(xué)藥學(xué)院教授高文遠(yuǎn)的課題組取得。該成果近日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《先進(jìn)科學(xué)》上。
人參和三七這些傳統(tǒng)中藥材里蘊(yùn)藏著一種神奇的成分——稀有人參皂苷。它是原型人參皂苷的代謝產(chǎn)物，活性高，容易被人體吸收利用，已經(jīng)被證明具有抗腫瘤、抗炎和增強(qiáng)免疫力的作用。但由于稀有人參皂苷在植物中的含量極低，通常不到0.1%，而且提取困難，導(dǎo)致價(jià)格昂貴。
梅坤榮介紹，為了解決這一問題，科研團(tuán)隊(duì)使用了合成生物學(xué)技術(shù)，通過構(gòu)建微生物或植物細(xì)胞，讓它們像“工廠”一樣生產(chǎn)稀有人參皂苷。
研究團(tuán)隊(duì)前期通過基因編輯、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。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，團(tuán)隊(duì)聚焦這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵元件 ——一種名為“糖基轉(zhuǎn)移酶”的蛋白質(zhì)，它能夠催化稀有人參皂苷合成的最后幾步反應(yīng)，決定最終產(chǎn)物的種類和含量。
然而，現(xiàn)有的糖基轉(zhuǎn)移酶效率又難以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。于是，研究團(tuán)隊(duì)對稀有人參皂苷生物合成中的一種關(guān)鍵糖基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行了改造，成功構(gòu)建了突變體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，改造后的酶更傾向于合成稀有人參皂苷，并且生產(chǎn)效率顯著提高，為未來的大規(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，”梅坤榮說，“未來，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，普通人也能便捷地用上這種‘植物黃金’?！?/p>
