JACS:成功合成了在澳大利亚荆棘树中发现的抗癌化合物moroidin及其类似物 |
![]() |
来源:100医疗网原创2022-04-24 07336027
澳大利亚的这种带刺的树,叫做树刺树,是一种许多人应该不惜一切代价避免的植物。这种树是荨麻科的一员。上面覆盖着薄薄的硅针,上面是自然界最吸引人的。
澳大利亚的这种带刺的树,叫做树刺树,是一种许多人应该不惜一切代价避免的植物。这棵树是荨麻科的一员。它覆盖着薄薄的硅针,上面有自然界中最令人痛苦的毒素之一,即一类叫做moroidin的化合物。白石研究所成员翁敬科(Jing-Ke Weng)表示,它因造成极度痛苦而臭名昭著,这种痛苦将持续很长时间。
然而,摩罗丁也有另一面;除了引起疼痛,这种化合物还可以结合细胞的细胞骨架,阻止细胞分裂,这使得moroidin成为一种有希望的化疗候选物。
由于显而易见的原因,已经证明很难获得足够的这种化合物用于研究。现在,在一项新的研究中,翁和前博士后罗兰克尔斯滕(Roland Kersten)提出了第一个在无害植物(如烟草)组织中生物合成Moroin的公开方法,推动了这种化合物用于癌症治疗的研究。相关研究成果于2022年4月19日在线发表在《美国化学学会杂志》上,题目是《基因引导的发现与Moroin肽的核糖体生物合成》。
从植物中提取精华制成多肽。
Moroidin是一种双环肽-一种由氨基酸组成的分子类型,它通过环化生成两个连接的环。对于合成化学家来说,由于其复杂的化学结构,moroidin已被证明几乎不可能合成。Weng和Kersten想更深入地研究这种植物是如何制造这种分子的。
在植物细胞中,环肽是由核糖体合成的特定前体蛋白组成的,核糖体是翻译信使RNA(mRNA)产生的蛋白质的大分子机器。离开核糖体后,这些前体蛋白被细胞中的其他酶进一步加工,从而产生最终的环肽。2018年,Weng和Kersten已经阐明了另一类植物肽-lyciumin的生物合成机制,这是首次在枸杞植物中发现的(PNAS,2018,doi :10.1073/PNAS . 1813993115),这使他们想知道翻译后修饰如何用于不同类型的生产。Weng说,通过研究枸杞,我们了解了许多关于这种合成系统的主要成分。
当他们开始研究moroidin是如何合成的时,这些作者发现其他植物,如Kerria japonica和Celosia argentea,也产生化学性质类似moroidin的肽。翁说,这确实给了我们一个非常关键的启示,那就是这是一种新的肽。
Weng和Kersten先前发现,作为枸杞和其他几种植物环肽前体蛋白的一部分,BURP结构域催化参与肽环形成的关键反应。他们发现,BURP结构域存在于异叶d .的moroidin样肽的前体蛋白中,并且它似乎是产生这种分子的双环结构所必需的。在铜的存在下,BURP结构域会产生环化化学反应,当氯化铜的前体蛋白和moroidin样肽在实验室中与其他下游蛋白水解酶一起孵育时,它们可以产生一种与moroidin相似的肽,即moroidin样肽。
有了这些信息,他们能够通过转基因表达编码D. chinensis的moroidin样肽前体蛋白基因并改变对应于moroidin肽的核心基序序列,在烟草植物中产生一系列moroidin类似物。翁说,我们发现moroidin类似物可以在不同的宿主植物中产生。烟草本身更容易大规模种植,我们也想到未来可以从现有的烟草细胞系中衍生出一个植物细胞系。我们将编码moroidin前体肽的基因引入其中,然后我们可以使用该细胞系制造这种分子,这确实使我们能够扩大药物生产的规模。
moroidin的未来用途
moroidin的抗癌特性至少部分归因于这种化合物的独特结构,这种结构使其能够与一种称为微管蛋白的蛋白质结合。微管形成了活细胞的骨架系统,并在细胞准备分裂时为细胞提供了分离染色体的手段。目前,两种现有的抗癌药——长春新碱和紫杉醇——通过结合微管蛋白发挥作用。这两种化合物也来自植物,即马达加斯加长春花和太平洋紫杉树。
在这项新的研究中,Weng和Kersten合成了一种名为Ceologentin C的moroidin类似物。他们在人类细胞系上测试了其抗癌活性,并发现该化合物对癌细胞具有毒性。他们的新研究还表明,除了抑制微管蛋白,它可能对这种肺癌细胞系具有新的抗癌机制。
过去,科学家在试图从肽中制造有效药物时遇到了一些问题。翁说,肽作为药物有两个主要挑战。首先,它们在体内不是很稳定。其次,它们的生物利用度不高,不能轻易透过细胞膜。
但是环肽如moroidin及其类似物有一点不同。翁说,这些肽本质上是药物样的。在这种澳大利亚荆棘树的例子中,这种肽的存在是因为植物想阻止任何想吃树叶的动物。因此,在数百万年的进化过程中,这种植物终于想出了一种方法来制造这些特定的环肽,这些环肽是稳定的,生物可利用的,并且可以到达试图吃植物的动物。
图片来自美国化学学会杂志,2022,doi:10.1021/jacs.2c00014。
当moroidin通过这种澳洲刺树的刺进入体内时,很可能会产生痛苦的反应,这在传统的化疗方法中不会是问题。翁说,如果你把这种化合物注射到皮肤里,它真的会引起疼痛。如果你口服或者静脉注射,你的身体可能不会感到疼痛。
有点违反直觉,这种化合物也可以用作止痛剂。翁说,如果什么东西引起疼痛,你有时可以用它作为止痛剂。你可以从根本上耗尽痛觉感受器,或者如果你稍微改变结构,你可以将激动剂变成拮抗剂,并可能停止疼痛。
在更基本的层面上,moroidin可以帮助科学家研究疼痛受体。翁说,我们并不确切知道为什么被荆棘树刺伤会产生如此大的疼痛,可能还有其他人们尚未识别的痛觉感受器。能够合成moroidin提供了一种化学探针,使我们能够研究人类这种未知的疼痛感知。
未来,这些作者希望制作moroidin的类似物进行研究,并希望制作用于癌症治疗的最佳版本。Weng说,我们希望产生一个类摩洛哥蛋白肽库。我们已经对枸杞进行了这样的研究,由于最初的橙皮苷是一种抗微管蛋白分子,我们可以使用该系统找到一种改进的形式,它与微管蛋白结合更紧密,并含有其他药理学特性,使其适合作为治疗药物。(100yiyao.com)
参考资料:
1.Roland D. Kersten等人。美国化学学会杂志,2022,doi:10.1021/jacs.2c00014。
2.研究人员在有毒的澳大利亚树中发现生物合成抗癌化合物
https://wi . MIT . edu/news/researchers-生物合成-抗癌-化合物-发现-有毒-澳大利亚-树
版权声明
本网站所有标注“来源:100医学网”或“来源:bioon”的文字、图片及音视频资料,版权归100医学网网站所有。未经授权,任何媒体、网站、个人不得转载,否则将追究法律责任。获得书面授权转载时,必须注明“来源:100医学网”。其他来源的文章均为转载文章。本网站所有转载文章都是为了传递更多信息。转载内容不代表本站立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们,我们会立即删除。
87%的用户都在使用100医疗网APP随时阅读、评论、分享。请扫描二维码下载-

- 相关报道
-
- STTT:膳食脂肪酸调教T细胞!港大团队发现,棕榈酸会削弱γδ-T细胞的抗肿瘤作用,而油酸可逆转 (2025-07-10)
- 《神经病学》:重大人生打击,与阿尔茨海默病相关病理发展和大脑结构的变化有关! (2025-07-10)
- J Hematol Oncol:突破T细胞白血病治疗瓶颈——双靶点CAR-T细胞有望带来新希望 (2025-07-09)
- 《自然·医学》:世卫组织最新预警!全球08-17年出生的人,或有1560万会患胃癌,76%归因与幽门螺杆菌感染,2/3发生在亚洲 (2025-07-09)
- 精鼎医药宣布两位 FDA 权威专家加入我司咨询团队,进一步增强监管事务、医学及 AI 领域专业实力 (2025-07-08)
- Mater Today Bio:干细胞球联手纳米颗粒水凝胶精准改善糖尿病创面环境,加速伤口愈合新突破 (2025-07-08)
- J Anim Sci Biotechnol研究揭秘美味密码:益生菌联手重塑肠道菌群,经肠-肌轴提升猪肉鲜味与品质 (2025-07-08)
- Science:告别序列依赖,为你的染色体“扫码”——每条染色体竟自带独一无二的“条形码 (2025-07-07)
- 《自然》子刊:刷新认知!哈佛团队发现,乙肝病毒自身或不致肝癌,但会增强致癌物的作用 (2025-07-07)
- 《科学》子刊:科学家揭示帕金森病中不同的发病轨迹,或为定义亚型和治疗靶点提供新见解! (2025-07-07)
- 视频新闻
-
- 图片新闻
-
医药网免责声明:
- 本公司对医药网上刊登之所有信息不声明或保证其内容之正确性或可靠性;您于此接受并承认信赖任何信息所生之风险应自行承担。本公司,有权但无此义务,改善或更正所刊登信息任何部分之错误或疏失。
- 凡本网注明"来源:XXX(非医药网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。本网转载其他媒体之稿件,意在为公众提供免费服务。如稿件版权单位或个人不想在本网发布,可与本网联系,本网视情况可立即将其撤除。联系QQ:896150040