一个国际研究团队在阿霉素的生产中取得了突破性进展。阿霉素是一种重要的化疗药物。该研究识别并解决了超过50年来限制这种药物天然生产的分子“瓶颈”。
阿霉素是一种化疗药物，于20世纪70年代首次获批用于医疗。它是治疗多种癌症（包括乳腺癌、膀胱癌、淋巴瘤和癌）的基石，每年有超过100万患者接受该治疗。然而，细菌天然生产这种重要药物的效率非常低。因此，制药行业一直依赖昂贵、多步骤的半合成工艺。
“我们发现了几种限制阿霉素形成的独立因素。通过解决这些瓶颈，我们利用合理的菌株工程为成本效益高的生产铺平了道路，以满足日益增长的全球需求。”
芬兰图尔库大学研究员、该研究首席科学家Keith Yamada博士
研究人员开发出能增强药物生产的新型细菌菌株
这项研究是一项广泛的国际合作成果，共涉及六个研究实验室：芬兰的图尔库大学、美国的三个实验室以及荷兰莱顿的两个实验室。
这些团队共同确定了阻止阿霉素高产量生产的三个主要限制因素。
首先，团队识别出特定的天然“生物电源”——名为Fdx4和FdR3的氧化还原伴侣——它们提供驱动药物生产酶所需的电子流。
其次，他们发现一种名为DnrV的蛋白充当了结合药物的“分子海绵”。它会螯合阿霉素，从而防止该药物关闭自身的酶生产机制。
最后，利用X射线晶体学，团队首次对该酶进行了可视化，揭示出药物分子在酶内处于一个不利的位置，从而解释了反应速率缓慢的原因。
通过结合这些发现，研究人员改造出一种新型细菌菌株，其阿霉素产量比当前工业标准高出180%。
为了将这些发现应用于现实世界，衍生公司Meta-Cells Oy去年在芬兰图尔库大学成立。该公司旨在将这些先进技术商业化，用于可持续生产重要的抗生素和抗癌药物。这种向完全生物合成生产的转变，有望提供更清洁、更可靠的救生药物供应。
来源：图尔库大学
期刊参考：Koroleva, A., 等 (2026). 通过P450-氧化还原伴侣优化和DoxA结构分析对阿霉素生物合成进行代谢工程. 《自然通讯》. DOI: 10.1038/s41467-026-69194-6.
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