紫杉醇是世界知名的抗癌藥，已被證明從20世紀70年代起就對多種癌症具有顯著療效。它是一種來自於紫杉樹樹皮的天然物質，正因為如此，它的分子結構非常複雜，它的作用機製同樣如此：在1977年，有研究表明，紫杉醇可以結合到細胞的微管組裝中，並穩定微管，這防止收縮，並防止伴隨細胞分裂減慢發生的染色體分離。
由於它是天然來源，難以人工合成，紫杉醇的供應最初是受限的；後來私營企業的研究人員想出如何從普通紫杉樹中提取紫杉醇的前體並應用化學合成技術來生產該藥物。目前，百時美施貴寶公司采用細胞培養法來生產紫杉醇。
著眼於將來，研究人員認為，代謝工程是生產複雜分子，包括藥品，保健品，香精和香料等最有前途的方法。代謝工程可通過改變單個細胞的遺傳和調控係統來生產預期的物質——本質上是將現有的細胞轉變成小型工廠。紫杉醇被認為是這種生物合成途徑極有可能的候選物。
一個國際科研團隊最近發表在美國國家科學院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的研究結果致力於克服代謝工程中現有的一些障礙，並選擇一個特定的紫杉醇前體作為自己的目標。考慮到新類型的代謝化學過程包括聚合，環化以及糖基化，他們試圖在大腸杆菌中使用細胞色素P450酶—在自然界通常用於分子氧化—來係統化高水平的氧合化學。
細胞利用一個特定的係統來構造複雜分子。首先，它們通過聚合和環化基礎代謝元件來構建支架。一旦支架到位，剪切酶用一部分的官能團來修飾分子—基本上，分子中起作用的隻是一部分—和這些功能過程在氧合作用中有一個層次結構，這是由酶P450介導的，也是非常重要的。P450廣泛存在於天然代謝化學，因為它具有選擇性氧合無活性碳的獨特能力，這也使得它特別適合用於分子生物合成領域。
研究人員並沒有試圖產生紫杉醇，這是一個艱巨的任務；相反，他們試圖係統化在藥物生物合成過程中的第三步。他們在大腸杆菌中設計了P450介導的催化作用，並第一時間證明，該細菌是植物細胞色素P450的合適宿主。他們寫道，“最終，這項工作推進了紫杉醇代謝工程，而在過去的五年裏該工程一直處於停滯狀態。”
他們也發現，單一通路模塊的高表達會影響上遊酶的表達，進而破壞它們分子係統的整體性能。確切原因雖然未知，但他們推測，這可能是P450酶獨享在後期所需的某些資源的結果。他們寫道，“充分闡明紫杉醇途徑的工作尚未完成，並且愈發顯得比原先認為的複雜......這項工作奠定了P450酶在大腸杆菌體內更快，更高效表達的基礎，希望在不久的將我們會看到複雜的生物合成物和寶貴的天然產物的大規模應用。”
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