洋地黃植物產(chǎn)生治療心臟病的化合物 科學(xué)能做得更好嗎？

許多花園中的洋地黃植物以其鐘形的花簇而聞名。

然而，布法羅大學(xué)的生物學(xué)家王鎮(zhèn)說(shuō)，洋地黃還有一種鮮為人知的資產(chǎn)：一種叫做強(qiáng)心苷的化學(xué)物質(zhì)，自20世紀(jì)80年代以來(lái)就被記錄為治療心力衰竭的藥物。

王的研究調(diào)查了惡臭手套是如何產(chǎn)生這些藥物化合物的，并專注于改進(jìn)這一過(guò)程。種植草皮手套需要時(shí)間和精力，王先生希望改變這種情況。

具體來(lái)說(shuō)，她的實(shí)驗(yàn)室正在研究植物制造強(qiáng)心苷的化學(xué)過(guò)程：采取了哪些步驟，打開(kāi)了哪些基因，部署了哪些酶。

UB文理學(xué)院生物科學(xué)助理教授王博士說(shuō)：“植物之所以能產(chǎn)出這么多具有藥用價(jià)值的天然產(chǎn)物，是因?yàn)樗鼈冞€能對(duì)抗疾病?！薄爸参锊幌駝?dòng)物。當(dāng)壓力來(lái)臨時(shí)，他們無(wú)法逃避，于是他們以成為地球上最杰出的化學(xué)家作為回應(yīng)?！?

然而，“目前還不清楚植物是如何合成許多天然產(chǎn)物的，”王說(shuō)?！拔蚁胫牢覀?nèi)绾卫米匀坏牧α?，使生產(chǎn)藥物化合物的過(guò)程更加有效和可持續(xù)。狐藥可以制造出這些強(qiáng)大的化合物，但是需要兩年的時(shí)間，而且他們也沒(méi)有讓它們存活下來(lái)。非常大的數(shù)字。我們?nèi)绾胃倪M(jìn)這一過(guò)程？”

兩項(xiàng)新的研究闡明了手套的化學(xué)成分。

王的團(tuán)隊(duì)最近發(fā)表了兩篇論文，詳細(xì)介紹了兩種洋地黃屬植物中強(qiáng)心苷的特性：洋地黃，在許多開(kāi)著亮紫色花的花園里都能看到；和洋地黃，它們被用于醫(yī)學(xué)目的。

王說(shuō)：“這種研究非常重要，因?yàn)槲覀兪紫纫捞烊换衔锏拇_切結(jié)構(gòu)，然后才能探索它們的藥用功效?！?

《色譜A雜志》年1月在線發(fā)表的第一篇論文描述了評(píng)價(jià)強(qiáng)心苷確切質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的方法，并比較了洋地黃和洋地黃中的化合物。第二項(xiàng)研究于3月份在線發(fā)表在《數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介》雜志上，是第一項(xiàng)研究的延伸，提供了更多關(guān)于這兩個(gè)物種強(qiáng)心苷特征的數(shù)據(jù)。

王說(shuō)：“當(dāng)我們觀察每一種強(qiáng)心苷時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)了巨大的差異。”“在用于藥物生長(zhǎng)的工業(yè)產(chǎn)品部門，你會(huì)看到很多具有更多多樣性的強(qiáng)心苷。我認(rèn)為這突出了植物的適應(yīng)性和它們作為化學(xué)家的用途。”

這兩項(xiàng)研究都包括了UB化學(xué)系研究人員的貢獻(xiàn)。

提高洋地黃的天然技能

洋地黃之所以被種植入藥，是因?yàn)樗墚a(chǎn)生強(qiáng)心苷，被稱為地高辛。該化合物在大量使用時(shí)有毒，但在治療心力衰竭和一些心律失常時(shí)，應(yīng)謹(jǐn)慎使用小劑量。

目前地高辛的生產(chǎn)方法非常麻煩：由于每株洋地黃只生產(chǎn)少量的化學(xué)物質(zhì)，農(nóng)民必須種植大量的農(nóng)作物。這占用了大量的農(nóng)業(yè)用地。等待的時(shí)間也很長(zhǎng)。

王說(shuō)：“從播種到準(zhǔn)備收葉，要兩年時(shí)間，然后還要在筒倉(cāng)里晾曬?！薄叭缓?，將植物粉碎成粉末，然后用化學(xué)方法提取和純化化合物?！?

如果王的團(tuán)隊(duì)能夠逐漸發(fā)現(xiàn)狐皮是如何制造強(qiáng)心苷的，科學(xué)家就可以利用這些信息探索各種改善方法。

生物學(xué)家可以改造快速生長(zhǎng)的微生物(如酵母或無(wú)害的細(xì)菌菌株)以更快地產(chǎn)生強(qiáng)心苷。科學(xué)家可以對(duì)草皮手套進(jìn)行基因工程，以產(chǎn)生大量地高辛，這將提高農(nóng)場(chǎng)的效率，并為其他有用的作物騰出空間。

藥物化學(xué)家也可以嘗試開(kāi)發(fā)類似于地高辛但更安全的新藥。

王說(shuō)：“我們可以向大自然學(xué)習(xí)?！薄拔覀兛梢匝芯克性谥参镏邪l(fā)現(xiàn)的可用化合物，然后提出我們自己更安全、更有效的化合物。這就是為什么我認(rèn)為不僅要關(guān)注當(dāng)前的藥物地高辛，而且要將我們的注意力擴(kuò)展到同一類別的所有化合物，即強(qiáng)心苷，這一點(diǎn)很重要?！?

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