一种罕见抗癌植物成分终被破解

米特拉叶碱属于一类罕见的植物化学物质——螺环氧化吲哚生物碱。这类分子以其独特的扭曲环状结构为特征，正是这种结构赋予它们强大的生物活性，包括抗肿瘤和抗炎作用。多年来，科学家虽知这类化合物价值巨大，却对植物如何在分子层面合成它们知之甚少。

解开一个长期存在的生物学谜团
2023年，进展出现了：英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区欧文·K·巴伯理学院的Thu-Thuy Dang博士带领的研究团队，发现了首个已知能催化这些分子形成标志性螺环结构的植物酶。在这一发现基础上，博士生Tuan-Anh Nguyen带领新研究，精准定位了参与合成米特拉叶碱的两种关键酶——一种酶将分子排列成正确的三维结构，另一种则将其扭曲成最终形态。
“这就像找到了装配线上缺失的环节，”英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区天然产物生物技术校长研究主席Dang博士表示，“它解答了自然界如何构建这些复杂分子这一长期存在的问题，并为我们提供了复制这一过程的新方法。”

为何米特拉叶碱难以获取
许多具有潜力的天然化合物在植物中含量极低，这使得用传统实验室方法生产它们成本高昂或不切实际。米特拉叶碱就是典型例子，它仅在热带树木如帽蕊木（kratom）和钩藤（猫爪藤）中以微量存在，这两种树都属于咖啡科。通过确定构建和塑造米特拉叶碱的酶，科学家如今有了明确指导，能以更可持续、可扩展的方式重现这一合成过程。

迈向更绿色的药物生产
“这一发现让我们拥有了获取具有巨大药用价值化合物的绿色化学方法，”Nguyen说，“这得益于英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区的研究环境——学生和教师紧密合作，共同解决具有全球影响力的问题。”
Nguyen还强调了这项工作对个人的影响。“能参与揭示螺环氧化吲哚化合物背后酶的团队，我感到非常棒，”他说，“英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区的指导和支持让这一切成为可能，我很期待在加拿大继续成长为一名研究者。”

全球合作与未来方向
该项目是英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区Dang博士实验室与佛罗里达大学Satya Nadakuduti博士团队的合作成果。资金来源于多个渠道，包括加拿大自然科学与工程研究委员会的联盟国际合作项目、加拿大创新基金会、不列颠哥伦比亚省迈克尔·史密斯健康研究学者项目，美国农业部国家食品与农业研究所也提供了额外支持。
“我们为这一发现来自英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区而自豪。植物是出色的天然化学家，”Dang博士说，“我们下一步将专注于利用这些分子工具来创造更多种类的治疗性化合物。”