“健康破坏者”变身药物合成帮手

在生物课上，活性氧家族总被描绘成破坏分子结构的“反派角色”。作为这个家族的重要成员，超氧阴离子长期背负着导致细胞氧化损伤的“恶名”。

日前，“活性氧超氧阴离子可参与麦角碱药物分子的酶催化合成”登上《自然》。这是中国科学院天津工业生物技术研究所等单位在酶催化机制解析方面取得的重要突破，改变了合成生物领域对超氧阴离子的“负面”认知。麦角生物碱是12种已上市药物（如抗帕金森药）的核心成分，国外药企对麦角生物碱生产相关的核心专利，尤其是麦角菌发酵技术长期垄断。

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研究团队发现，参与麦角生物碱药物合成的过氧化氢酶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；两个车间之间通过管道相连。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，并建造了活性氧专用运输通道。”天津工业生物技术研究所研究员高书山说，这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了细胞毒性。

该成果得到国内外领域专家的高度评价，认为该工作“为人工设计高效生物催化剂开辟全新路径，在生物制药、绿色化工及新型能源开发等领域具有重大应用潜力”。