一種罕見的抗癌植物化合物終於被破譯

甲茶鹼是一種小型、不尋常的植物化學物質家族的一部分，稱為螺吲哚生物鹼。這些分子由其特有的扭曲環構象定義，這有助於賦予它們強大的生物效應，包括抗腫瘤和抗炎活性。

多年來，科學家們已經知道這些化合物很有價值，但他們對植物如何在分子水平上實際合成它們知之甚少。

解開長期存在的生物學之謎

2023 年，一項突破出現了，當時由英屬哥倫比亞大學歐文·K·巴伯理學院 Thu-Thuy Dang 博士領導的研究小組發現了第一種已知的植物酶，能夠在這些分子中形成獨特的螺旋形狀。

在這一發現的基礎上，博士生 Tuan-Anh Nguyen 領導了新的工作，以確定參與製造甲茶鹼的兩種關鍵酶——一種酶將分子排列成正確的三維結構，另一種酶將分子扭曲成最終形狀。

“這就像找到裝配線上缺失的環節一樣，”不列顛哥倫比亞大學奧肯那根分校天然產物生物技術研究負責人 Dang 博士說。 “它回答了一個長期存在的問題，即自然如何構建這些複雜的分子，並為我們提供了一種複制這一過程的新方法。”

為什麼甲茶鹼這麼難買到？

許多有前景的天然化合物在植物中的含量非常少，這使得使用傳統實驗室方法生產它們變得昂貴或不切實際。甲茶鹼就是一個典型的例子。它只在熱帶樹木中出現微量，例如帽柱木（Mitragyna）和鉤藤（貓爪草），這兩種樹木都屬於咖啡植物科。

通過識別構建和形成甲茶鹼的酶，科學家們現在有了明確的證據，可以以更可持續和可擴展的方式重建這一過程。

致力於生產更綠色的藥品

“通過這一發現，我們有了一種綠色化學方法來獲取具有巨大藥用價值的化合物，”Nguyen 說。 “這是 UBC 奧肯那根研究環境的結果，學生和教師密切合作，解決具有全球影響力的問題。”

阮還強調了這項工作對個人的影響。 “成為發現螺吲哚化合物背後的酶的團隊的一員是令人著迷的，”他說。 “UBC 奧肯那根分校的指導和支持使這一切成為可能，我很高興能夠在加拿大作為一名研究人員繼續成長。”

全球合作及未來方向

該項目是 Dang 博士的實驗室、ABC Okanagan 團隊和佛羅里達大學 Satya Nadakudutty 博士之間的合作成果。

資金來自多個來源，包括加拿大自然科學和工程研究委員會的國際合作聯盟計劃、加拿​​大創新基金會和不列顛哥倫比亞省的邁克爾·史密斯健康研究計劃。美國農業部國家食品和農業研究所提供了額外的支持。

“我們為來自奧肯那根不列顛哥倫比亞大學的這一發現感到自豪，”Dang 博士說。 “植物是令人驚嘆的天然化學家。” “我們接下來的步驟將集中於調整他們的分子工具來創造廣泛的治療化合物。”