许多花园中的洋地黄植物以其钟形的花簇而闻名。
然而,布法罗大学的生物学家王镇说,洋地黄还有一种鲜为人知的资产:一种叫做强心苷的化学物质,自20世纪80年代以来就被记录为治疗心力衰竭的药物。
王的研究调查了恶臭手套是如何产生这些药物化合物的,并专注于改进这一过程。种植草皮手套需要时间和精力,王先生希望改变这种情况。
具体来说,她的实验室正在研究植物制造强心苷的化学过程:采取了哪些步骤,打开了哪些基因,部署了哪些酶。
UB文理学院生物科学助理教授王博士说:“植物之所以能产出这么多具有药用价值的天然产物,是因为它们还能对抗疾病。”“植物不像动物。当压力来临时,他们无法逃避,于是他们以成为地球上最杰出的化学家作为回应。”
然而,“目前还不清楚植物是如何合成许多天然产物的,”王说。“我想知道我们如何利用自然的力量,使生产药物化合物的过程更加有效和可持续。狐药可以制造出这些强大的化合物,但是需要两年的时间,而且他们也没有让它们存活下来。非常大的数字。我们如何改进这一过程?”
两项新的研究阐明了手套的化学成分。
王的团队最近发表了两篇论文,详细介绍了两种洋地黄属植物中强心苷的特性:洋地黄,在许多开着亮紫色花的花园里都能看到;和洋地黄,它们被用于医学目的。
王说:“这种研究非常重要,因为我们首先要知道天然化合物的确切结构,然后才能探索它们的药用功效。”
《色谱A杂志》年1月在线发表的第一篇论文描述了评价强心苷确切质量和结构的方法,并比较了洋地黄和洋地黄中的化合物。第二项研究于3月份在线发表在《数据简介》杂志上,是第一项研究的延伸,提供了更多关于这两个物种强心苷特征的数据。
王说:“当我们观察每一种强心苷时,我们发现了巨大的差异。”“在用于药物生长的工业产品部门,你会看到很多具有更多多样性的强心苷。我认为这突出了植物的适应性和它们作为化学家的用途。”
这两项研究都包括了UB化学系研究人员的贡献。
提高洋地黄的天然技能
洋地黄之所以被种植入药,是因为它能产生强心苷,被称为地高辛。该化合物在大量使用时有毒,但在治疗心力衰竭和一些心律失常时,应谨慎使用小剂量。
目前地高辛的生产方法非常麻烦:由于每株洋地黄只生产少量的化学物质,农民必须种植大量的农作物。这占用了大量的农业用地。等待的时间也很长。
王说:“从播种到准备收叶,要两年时间,然后还要在筒仓里晾晒。”“然后,将植物粉碎成粉末,然后用化学方法提取和纯化化合物。”
如果王的团队能够逐渐发现狐皮是如何制造强心苷的,科学家就可以利用这些信息探索各种改善方法。
生物学家可以改造快速生长的微生物(如酵母或无害的细菌菌株)以更快地产生强心苷。科学家可以对草皮手套进行基因工程,以产生大量地高辛,这将提高农场的效率,并为其他有用的作物腾出空间。
药物化学家也可以尝试开发类似于地高辛但更安全的新药。
王说:“我们可以向大自然学习。”“我们可以研究所有在植物中发现的可用化合物,然后提出我们自己更安全、更有效的化合物。这就是为什么我认为不仅要关注当前的药物地高辛,而且要将我们的注意力扩展到同一类别的所有化合物,即强心苷,这一点很重要。”
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