抗がん剤前駆体の生産を約1000倍向上させる分子足場を発見(ZJU Scientists Discover Molecular Scaffold that Enables Near-1,000-fold Boost in Anticancer Drug Precursor Production)

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2026-07-24 浙江大学(ZJU)

浙江大学の連家章教授らは、カナダ・ニューブランズウィック大学、西湖大学との共同研究で、抗がん剤ビンブラスチン前駆体の微生物生産を飛躍的に向上させる新規分子足場タンパク質「VinBLAST」を発見した。ビンブラスチンはマダガスカルニチニチソウから抽出されるが含有量が極めて少なく、1gの製造に約2トンの乾燥葉を要する。研究では、酵母にビンブラスチン生合成経路を再構築したうえで、未知遺伝子CAD2がコードするVinBLASTを導入したところ、前駆体カタランチンの生産量は164.9mg/Lに達し、従来法の約1,000倍へ向上した。VinBLASTは、生合成酵素SGDとGSを細胞内で近接配置して不安定中間体の分解を防ぐとともに、GSの基質トンネル構造を変化させて酵素活性を約24倍高めることが判明した。本成果は、植物由来アルカロイドの効率的生産を可能にし、ビンブラスチンをはじめとする医薬品原料の安定供給や低コスト製造、さらに多様な天然物生産への応用が期待される。

抗がん剤前駆体の生産を約1000倍向上させる分子足場を発見(ZJU Scientists Discover Molecular Scaffold that Enables Near-1,000-fold Boost in Anticancer Drug Precursor Production)

<関連情報>

A cinnamyl alcohol dehydrogenase–like scaffold organizes monoterpenoid indole alkaloid biosynthesis

Di Gao (高笛), Scott Galeung Alexander Mann, Binbin Chen (陈彬彬), Yuanwei Gou (苟源蔚), […] , and Jiazhang Lian (连佳长)
Science  Published:16 Jul 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/science.aeb0357

Abstract

Biosynthesis of ~3,000 monoterpenoid indole alkaloids (MIAs), including the anticancer drug vinblastine, involves the highly unstable intermediate strictosidine aglycone. Its formation by strictosidine β-glucosidase (SGD) and subsequent conversion by geissoschizine synthase (GS) occur in spatially separated compartments, representing a major biosynthesis bottleneck. Here we discover VinBLAST, a cinnamyl alcohol dehydrogenase–like protein repurposed as a scaffold for efficient processing of this labile intermediate. VinBLAST physically mediates SGD and GS interaction in the nucleus and allosterically enhances GS catalytic efficiency. VinBLAST homologs from diverse plant families enhance biosynthesis of several representative MIAs, with the production of catharanthine increased to ~160 mg L−1 in yeast, nearly 1,000-fold higher than previous studies. Our discovery provides a missing link in organizing MIA biosynthesis and enables scalable bioproduction of geissoschizine-derived therapeutics.

生物化学工学
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