科學家們研發利用普通酵母生產迷幻劑“裸蓋菇素”的新方法
隨著“裸蓋菇素”(psilocybin)即將成為臨床驗證和批准的藥物,科學家們正在探索新的方法來生產這種化學物質,而不需要種植“神奇蘑菇”或依靠昂貴的合成技術。丹麥的一個研究小組提出了一種利用普通酵母生產這種迷幻化學品的新方法。
“從神奇蘑菇中提取迷幻藥素是不可行的,而且成本太高,最好的化學合成方法需要昂貴且難以獲得的起始基質,”新研究的作者Nick Milne解釋說。”因此,需要降低生產成本,並提供更穩定的供應鏈。”
如果“裸蓋菇素”的研究繼續沿著目前的道路走下去,那麼未來幾年內將會有很大的需求,需要大規模生產。從“神奇蘑菇”中提取這種化學物質在商業上並不可行,但正如Milne和他的團隊在研究中提出的那樣,目前的合成方法也不理想。
“最近,COMPASS pathways公司開發了一種新的化學合成裸蓋菇素的方法,併申請了專利。”該團隊在研究報告中寫道,”雖然該方法比以前的方法有所改進,總體收率達到75%,但它使用昂貴的4-羥基吲哚作為起始基質,導致生產成本較高,這可能會限制其應用。”
去年,來自邁阿密大學的一個研究小組提出了一種令人難以置信的新奇的生產裸蓋菇素的方法,通過工程化的大腸桿菌的著名菌株來生產裸蓋菇素。
“我們正在從蘑菇中提取編碼其製造這種產品的能力的DNA,並將其放入大腸桿菌中,”邁阿密大學研究的牽頭人安德魯-瓊斯去年說。”這類似於你做啤酒的方式,通過發酵過程。我們正在有效地採取能夠實現規模化和快速生產的技術,並將其應用到我們生產大腸桿菌中。”
然而,根據Milne的新研究,這種大腸桿菌的方法與目前的其他合成技術相比,並不是特別具有成本效益,因為它仍然需要昂貴的前體化學品,如4-羥基吲哚等。新的研究描述了一種從Saccharomyces cerevisiae(俗稱麵包酵母)生產裸蓋菇素的方法,不使用昂貴的起始基質化學品。
儘管這項新的研究提出了一個有希望的概念證明,但Milne說,為了使這個過程更有效率,還需要更多的代謝工程。”我們在研究中發現的是,我們得到了很多這種非磷酸化的化合物psilocin,”Milne解釋說。”從本質上說,我們正在損失一半的產品,因為磷酸鹽基團脫落了。處理這種高量的psilocin是絕對需要解決的事情,然後才會真正轉入生產工藝。”
這項新研究的一個令人信服的意義是,能夠合成出在含裸蓋菇素的蘑菇中產生的顆粒,但一般來說,這些顆粒的含量很低,直到現在還難以純化和研究。這將允許對可能提供完全未被發現的治療途徑的分子的臨床結果進行新的研究。更為有趣的是,Milne說,這項技術可能會導致生產出完全新奇的分子,而這些分子並不自然存在。
“我們的興趣不僅是生產出千克級的裸蓋菇素,而是利用生物機器製造出今天沒有的新衍生物,”Milne說。”因此,我們不僅能夠證明裸蓋菇素的生產,而且還能發現許多衍生物,這些衍生物可能會變成具有重要的治療意義,這一點非常有用。”
這項新研究發表在《代謝工程》雜誌上。