英国生物科学理事会（ BBSRC ）旗下的John Innes 研究所(John Innes Centre)的科学家们发现了一种自然界存在的重要酶，这一发现打开了高效廉价生成药物化合物之门。研究成果发表在11月21日的《自然》（Nature）杂志上。
天然酶加快药物支架分子的合成以提速药物研发
“成千上万的化合物都来源于这种我们称之为环烯醚萜合酶(iridoid synthase)，”论文的资深作者、John Innes 研究所和东英格利亚大学Sarah O'Connor博士说。
“我们可以开始利用它来想出一些能使医学和农业受益的具有生物活性的自然新结构。”
抗癌药物长春碱（vinblastine）可由药用植物长春花（Madagascar periwinkle）等一些植物自然产生，也可以用快速生长的植物来生成它。利用合成生物学还可以对其进行改造。
当前硫酸长春碱的抗癌成分主要是来自长春花植物。但长春碱生成水平通常非常低下，且药物具有许多的副作用。研究人员希望找到一条途径更廉价、更容易地生成长春碱，并改造其化学结构减轻副作用。
研究人员证实环烯醚萜合酶是生成这种化合物必不可少的步骤。他们利用这种环烯醚萜合酶将来自中药荆芥（catnip）的强效化合物制成长春碱（vinblastine）。
蚜虫是重要的农业害虫。许多的蚜虫能够生成一些与环烯醚萜合酶产物相同或相似的性信息激素。策略性使用这些环烯醚萜化合物可以破坏蚜虫的繁殖周期，或将它们从农作物中驱逐出来。
“此外，环烯醚萜合酶也可作为许多其他环烯醚萜类化合物的基本支架，我们可以开始尝试建立一些具有生物活性的新化合物结构。”
所有环烯醚萜的骨架都包含两个稠环，科学家们一直试图追踪是什么导致生成了这一环状系统。实验表明环烯醚萜合酶对此负责。
科学家们在环烯醚萜合酶之前就知道有这种酶存在，且知道编码它的基因的表达机制。文章的主要作者、Fernando Geu-Flores由此寻找了以相似方式表达的基因编码的酶，将他们的研究缩小到20种酶。
上世纪80年代发布的研究表明这种下落不明的酶依赖一种称作NADPH的特殊化合物，因此将他们的搜寻范围又缩小到两种酶。最后确定了这一重要的酶。
O'Connor和同事们将进一步调查这种酶是否在近100年来化学家们利用的一种简单化学反应中起作用的酶。科学家们一直试图寻找催化Diels-Alder反应（以发现它的科学家、诺贝尔奖获得者命名）的酶。更好地了解环烯醚萜合酶的作用机制可能为利用合成生物学生成药物化合物开辟新途径。
An alternative route to cyclic terpenes by reductive cyclization in iridoid biosynthesis
Fernando Geu-Flores,Nathaniel H. Sherden,Vincent Courdavault,Vincent Burlat,Weslee S. Glenn,Cen Wu,Ezekiel Nims,Yuehua Cui& Sarah E. O’Connor
The iridoids comprise a large family of distinctive bicyclic monoterpenes that possess a wide range of pharmacological activities, including anticancer, anti-inflammatory, antifungal and antibacterial activities. Additionally, certain iridoids are used as sex pheromones in agriculturally important species of aphids, a fact that has underpinned innovative and integrated pest management strategies5. To harness the biotechnological potential of this natural product class, the enzymes involved in the biosynthetic pathway must be elucidated. Here we report the discovery of iridoid synthase, a plant-derived enzyme that generates the iridoid ring scaffold, as evidenced by biochemical assays, gene silencing, co-expression analysis and localization studies.
文献链接：An alternative route to cyclic terpenes by reductive cyclization in iridoid biosynthesis
