从鸦片中提取的吗啡是一种苦味、透明的碱性物质,作为一种重要的麻醉剂和止痛剂,在医学上有着广泛的应用。然而,植物中吗啡的生物合成途径一直存在未解之谜。近日,研究人员成功发现了罂粟中生成吗啡所必需的两种关键酶,这一突破有望显著提高吗啡及相关化学品的产量。
在罂粟中,吗啡的生成涉及一系列复杂的酶促反应,但科学家们长期以来未能确定其中负责催化脱甲基步骤的两种酶。加拿大卡尔加里大学的Jillian Hagel和Peter Facchini教授合作,从一株变异的罂粟植株入手,通过基因筛选和生化分析,最终鉴定出这两种酶。令人惊讶的是,它们属于已知的加双氧酶家族,这类酶在表观遗传学中具有重要作用,但此前从未被报道参与吗啡的生物合成。
这一发现完善了这种重要医用化合物的生物合成途径,为优化吗啡及其相关产品的生产提供了新的生物技术策略。这些相关产品包括用于镇痛和镇咳的可待因,以及用于麻醉的羟考酮。通过基因工程手段调控这两种酶的活性,有望实现吗啡类药物的高效、可持续生产,减少对天然罂粟种植的依赖。