新华网上海2月23日电(记者仇逸)上海交通大学微生物代谢国家重点实验室林双君研究小组通过对包含48个独立基因的链黑菌素生物合成基因簇进行基因解析,阐明了链黑菌素生物合成途径,实现了抗肿瘤抗生素链黑菌素及其类似物的高效生物合成。这一研究成果最近已在业内权威期刊《美国化学学会会志》正式发表,将有望造福淋巴瘤和白血病等患者。
链黑菌素是由一株绒毛链霉菌所产生的抗肿瘤抗生素,它具有广谱的抗肿瘤活性,特别是对恶性淋巴瘤、慢性淋巴细胞白血病和慢性粒细胞白血病具有较好的临床疗效。该药在上世纪七八十年代,曾被称为抗癌良药应用于临床实验,虽然活性突出,但在进入二期临床实验时,因其明显的毒副作用而被迫暂时终止。而通过对链黑菌素的生物合成研究,可以做到“扬长避短”,即活性提高,毒性却大幅降低。
林双君研究员带领研究小组通过克隆等技术,最终定位出链黑菌素的生物合成是由48个独立基因编码。之后,林双君又带领课题小组综合利用微生物遗传学、化学及生物化学技术和手段,获得了其中17个基因的突变菌株,从中分离鉴定了12个与链黑菌素生物合成相关的化合物的化学结构,最终合理地建立了链黑菌素生物的合成途径的模型。在这一过程中,多个新颖或关键的酶催化反应的分子生物学机制也被揭示。该项研究为抗生素药物新颖酶催化反应基因的挖掘,并利用合成生物学等前沿生物技术创造新的结构衍生物奠定了一定基础。
据悉,这是首次在基因水平实现链黑菌素的生物合成途径的解析。课题小组通过基因工程技术所获得的一个链黑菌素类似物,不仅在抗癌活性上比目前临床使用的抗癌药物依托泊苷和替尼泊苷高很多,而且在毒性上比原始的链黑菌素降低了约5倍。(完)