Nature Plants：抗癌植物成分的生物合成转运途径被发现

目前在临床实践中使用的许多药物是从植物中天然存在的特殊化合物开发而来的。英国的科学家们在长春花（ Catharanthus roseus ）生产有效的抗癌化合物方面取得了突破，他们发现了抗癌植物成分（ MIAs ）生物合成过程中的转运机制。

长春花是夹竹桃科长春花属的一种重要药用植物，科学家们已从其特内分理处 100 多种生物碱。其中长春碱和长春新碱是目前应用最广泛的天然植物抗肿瘤药物，具有较强的抗癌作用。对于开发其他重要以及拯救生命的药物方面，植物仍是大量未开发的资源。

单萜吲哚生物碱（ MIAs ）是一类特殊的植物化合物，具有重要的药物特性。约翰英纳斯中心（ John Innes Centre ）科学家们的研究重点是了解这些特殊植物化合物的代谢途径。该团队对单萜吲哚生物碱（ MIAs ）特别感兴趣，目前有超过 3000 多种相关的化学制剂，其中包括有效的抗肿瘤药长春新碱，以及抗疟药奎宁。虽然科学家在理解植物酶如何将化学物质转化为多样的 MIAs 方面取得了进展，但关于这些化合物是如何运输的却鲜有人知。

Sarah O'Connor 教授说：“通过探索 MIAs 化合物的多样性，我们有可能找到具有药理活性的新化合物，通过了解它们的合成方式，我们也可以设计生物系统以大规模生产这些化合物，调整生化途径以改善其药性。”

约翰英纳斯中心的科学家在了解如何在长春花（ Catharanthus roseus ）生产有价值的抗癌化合物方面取得了突破。1 月 13 日发表在《 Nature Plants 》的新研究中，O'Connor 研究团队与丹麦和法国研究所的同事一起描述了他们最近在长春花（Catharanthus roseus）中 MIA 化合物合成途径方面的突破。

该研究的第一作者 Richard Payne 博士解释说：“异胡豆苷（Strictosidine）是长春花在生产 MIAs 过程中产生的一种关键的中间化合物，蛋白酶以不同的方式作用于异胡豆苷以改变基本结构，并产生大量的 MIAs。我们已经知道，在植物细胞液泡中发现了异胡豆苷，异胡豆苷最终在细胞核中实现下一步的转化过程。异胡豆苷是如何从液泡运输到细胞核，这一直是个谜。”

通过探索长春花属植物的转录组图谱，Payne 博士和同事确认了三个候选蛋白，他们认为这些蛋白可能与异胡豆苷从液泡到细胞核的运输有关。然后，使用病毒诱导基因沉默（VIGS）并在体外用非洲爪蟾（青蛙）卵细胞进行实验，研究团队最终得到了一种蛋白质，称为 CrNPF2.9。

Payne 博士说：“CrNPF2.9 是硝酸盐转运蛋白（NPF）家族中的一员，这是该家族蛋白质首次涉及 MIA 生物合成途径，因此本身是一个新的发现。我们的病毒诱导基因沉默和非洲爪蟾卵母细胞实验进一步证实，这种蛋白质影响异胡豆苷的积累，并且它位于液泡膜中。这正与我们的预期相符，如果它确实涉及异胡豆苷从液泡内向细胞核的运输，另一 MIA 合成的难题也被解决了。