摘要 萜类化合物紫杉醇具有广泛的药理作用和生物活性，但由于紫杉醇的原料药材红豆杉属植物红豆杉资源匮乏，利用生物反应器合成紫杉醇已成为研究热点，而掌握紫杉醇生物合成途径则事关重要。该研究将对紫杉醇生物合成途径的最新研究进展进行阐述，包括紫杉醇的化学结构、本植物的紫杉醇生物合成途径、其它生物的紫杉醇生物合成途径。
关键词：紫杉醇；生物合成；关键酶；组合生物合成
1964年美国的Wall等从短叶红豆杉(Taxus brevifolia)树皮中提取出一种萜类能够抑制P388鼠白血病细胞株,1969年他们将成功分离出的足量活性物质命名为紫杉醇，1971年确定了其化学结构[1]。Schiff(1979)发现了紫杉醇独特的抗癌机制,它参与细胞微管的聚合，能够诱导和稳定微管蛋白聚合并抑制其解聚，阻隔微管束与微管组织中心，从而使肿瘤细胞在G2期和M 期停止生长, 直至死亡[2]。Ding(1990)发现紫杉醇能够作用于巨噬细胞上的肿瘤坏死因子TNF-α受体从而抑制肿瘤细胞[3]。1983年美国国家癌症研究所(NCI)对紫杉醇的抗癌作用开展试验，该药于1990年进入III期临床试验,1992年获美国食品与药品管理局(FDA)批准用于治疗临床中常规化疗无效的乳腺癌和卵巢癌[4]。1995年,我国北京协和药厂及海口制药厂分获二类新药批准文号, 成为世界上第二个生产紫杉醇及其注射液的国家[5]。作为颇具疗效的抗癌药，紫杉醇能够治疗肺癌、胃癌、子宫癌等癌症[6-15]，此外还具有抗血管生成作用[16-17]、抗移植动脉硬化作用[18]及抗瘢痕作用[19-20]。目前,临床应用的紫杉醇主要来自红豆杉属植物的野生资源,但红豆杉植物十分稀少且生长缓慢,持续地对其天然资源进行开发,必然导致红豆杉植物趋于灭绝。此外，由于红豆杉植物中可提取的紫杉醇含量极低,只有树皮干重的0.0001%～0.008%, 且紫杉醇自身溶解能力较差, 使得紫杉醇的可利用率更低[21]。因此,通过砍伐野生资源获得紫杉醇已不可能。以紫杉烷类物质为前体的化学半合成法产率及选择性较低，且依旧利用天然资源，使紫杉醇产量的提高受限[22]。为寻找生产紫杉醇及其合成前体持续稳定的来源, 研究者们逐渐聚焦于生物技术方法, 如内生真菌提取培养，植物组织细胞培养，代谢工程生产紫杉醇等[23-26]。深入了解紫杉醇的生物合成及组合生物合成途径对提高紫杉醇及紫杉烷在植物组织及离体细胞中的产量具有重要意义。
作者：柳靖婷