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神奇蘑菇中的神奇酶分析

2019-12-04 23真菌

神奇蘑菇中的神奇酶分析:一种名为“神奇蘑菇”的裸盖菇类小菌类能产生一种精神活性物质,这种物质摄入后能改变人的感知能力。近年来,其成分裸盖菇素对神经系统的影响引起了药理学家的关注。德国科学家现已鉴定出四种负责裸盖菇素生物合成的酶。在《Angewandte Chemie》杂志上,他们描述了生物合成的途径,并介绍了一种可能成为生物技术生产基础的合成路线。

研究背景

几个世纪以来,中美洲文化认为裸盖菇是神圣的,并将它们用于精神目的。最近,它们被称为神奇蘑菇,并被用来产生幻觉。神奇蘑菇中的神奇酶分析,这些蘑菇类药物可能很快也会被用于治疗晚期癌症患者存在焦虑、抑郁和尼古丁成瘾的药物。它们的作用源于色氨酸,它是L -色氨酸的化学衍生物,与神经递质血清素和褪黑激素的结构相似。其中裸盖菇素为主要化学成分。裸盖菇素是一种不活跃的前体,食用后会迅速被激活:从磷酸基中分离出真正的活性成分裸盖菇素。

神奇蘑菇中的神奇酶分析

尽管裸盖菇素的结构在60年前就已为人所知,但至今仍无法破解其生物合成的酶学基础。耶拿弗里德里希·席勒大学的研究人员与Dirk Hoffmeister合作,现在发现了这一点。他们已经确定了四种将L-色氨酸转化为裸盖菇素的酶。利用基因技术,研究人员能够在细菌和真菌培养物中产生酶并对它们进行鉴定。

合成路线

基于这一知识,他们也能够澄清生物合成的生产路线,这是不同于之前的设想。在生物合成的第一步,一种不常见的色氨酸脱羧酶将L-色氨酸的羧基分开。然后,单加氧酶引入一个醇基,一个激酶随后加入一个磷酸基。最后,甲基转移酶在氨基上逐步添加两个甲基。

科学家们以4-羟基- L-色氨酸为起始原料,利用四种真菌酶中的三种,通过一种简单的联合反应方法,就能酶法合成裸盖菇素。考虑到制药行业对裸盖菇素的重新兴趣,这些结果可能为其生物技术生产奠定基础。

引用

Wiley. "Magic enzymes in 'magic' mushrooms analyzed: Enzymatic synthesis of psilocybin, the ingredient of magic mushrooms." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 August 2017.
www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170825103955.htm.

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