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光明日报北京3月6日电(记者齐芳)很多研究认为,活性氧超氧阴离子不利于人体健康。但中国科学院天津工业生物技术研究所等机构的科研人员却发现,它是药物分子的催化剂,能参与麦角碱药物分子的酶催化合成,是生产药物分子的“好帮手”。这一科研成果于3月6日发表在国际学术期刊《自然》上。
活性氧超氧阴离子是在细胞代谢中产生的活性氧自由基,就像失控的“分子剪刀”,可以肆意切割DNA、破坏蛋白质,被证实与疾病、衰老等密切相关。在杭州师范大学合作团队结构生物学数据的支撑下,天津工业生物技术研究所科研人员发现,活性氧超氧阴离子是麦角生物碱药物合成中的一种酶催化剂。研究人员解释,在合成生物学中,酶不仅是重构生命系统的功能基石,更是突破传统化学合成局限的核心工具,它像一个微型工厂,实现抗生素、生物燃料、高价值化合物等目标产物的定向制造。
在麦角生物碱药物合成的过程中,过氧化氢酶EasC同时拥有两座“车间”——一座位于酶中心,另外一座位于酶表面,之间通过管道相连。酶中心车间负责生产活性氧(超氧阴离子),并将其通过管道输送至酶表面车间,在那里活性氧催化原料生产麦角碱药物分子。这种“双车间—输送管道协同”的酶催化方式,相当于在针尖上建起两座专业车间,分别生产活性氧和药物分子,并建造活性氧专用运输通道。这种物理隔绝和运输方式既利用了活性氧的强大反应能力,又规避了它的破坏性,在保持药物高效生产的同时避免细胞毒性。
这项研究表明,超氧阴离子将为新型酶制剂开发、重构天然产物合成途径提供宝贵的分子进化蓝本;同时,将加速麦角生物碱等抗抑郁药物的新药开发和绿色制造过程。
《光明日报》(2025年03月07日 13版)