辰山植研中心科学家在黄芩素合成途径研究中取得重大突破

中国科学院上海辰山植物研究中心的科学家团队在解析中国传统药用植物黄芩中天然产物合成途径方面取得重大突破，已完全解析了整个黄芩素的生物合成途径。最近，相关研究论文发表于国际顶尖植物学杂志《Molecular　Plant》。 　　黄芩，多年生草本植物。早在两汉时期成书的《神农本草经》里，就记载了黄芩的药物应用，说它性苦、寒，可治疗肺和肝脏方面的疾病。现代科学研究证明，黄芩根中主要的活性物质为黄酮类的黄芩素及汉黄芩素，它们具有抗病毒、淬灭活性氧等功能。此外，它们还能够抑制并杀死肿瘤细胞，且对正常动物细胞没有副作用，因此有望成为防治肿瘤的候选分子。在许多业内人士看来，解析黄芩素及汉黄芩素的合成途径，将为生物合成这些物质提供理论依据和研究基础。 　　“黄芩素和汉黄芩素是黄芩中重要的活性物质，同时也是一类特殊的黄酮类。”由国际知名植物代谢生物学专家 　　Cathie　Martin研究员及赵清博士等组成的上海辰山植物园药用植物与健康组介绍说，这次开展的研究工作主要是以黄芩属植物为研究对象，试图揭示黄芩植物中活性物质的合成途径，调控机制及进化分布规律，以及它们促进人类健康的机制。 　　药用植物与健康组研究后发现，黄芩中存在着两条黄酮合成途径：一条存在于地上部分，合成经典的黄酮物质如芹菜素；另一条存在于根中，正是根中的合成途径负责黄芩素和汉黄芩素的生成。基于此，他们发现了黄芩中从苯丙氨酸到最终合成黄芩素这一过程中所有的酶。 　　黄芩素合成途径的完整解析，为合成生物学异源合成这种物质提供了基础。也就是说，在不久的将来，人类只需要在微生物细胞内表达这些合成酶，比如酵母细胞，就可用发酵工程的技术来生产黄芩素，而不再依赖于黄芩植物本身。同时，也为育种学家选育高含量黄芩素的黄芩品种提供了分子生物学基础。