這款上市近30年的糖尿病藥物來自土壤細菌，其背後的生物合成正在被揭開..._風聞

2型糖尿病是一種嚴重的代謝疾病.，通常與肥胖、缺乏運動和不良的飲食習慣有關。隨着這一羣體的不斷壯大，糖尿病患者人數也在逐年遞增。據國際糖尿病聯合會（IDF）發表的最新版數據顯示，截至2019年，全球共有4.63億人患有糖尿病。平均而言，基本上10個人裏就有1個是糖尿病患者。這一比例着實驚人。

眾所周知，糖尿病幾乎是一種“一旦擁有，終身相伴”的疾病。對於患者來説，藥物治療已融入日常，因為控制血糖水平是一項終生的“事業”。

阿卡波糖（商品名稱：拜唐蘋）是許多2型糖尿病患者每日必需服用的藥物之一，於1996年上市。它屬於α-糖苷酶抑制劑，可以抑制腸道中α-糖苷酶的活性，通過延緩腸道雙糖、寡糖和多糖等碳水化合物的降解，以及延緩碳水化合物來源的葡萄糖吸收，從而達到降低餐後血糖的目的。

阿卡波糖來自土壤細菌，但直到現在，其背後的生物合成途徑仍然不為人所知。

近日，發表在《Nature Communications》上的一項新研究中，來自俄勒岡州立大學的研究團隊發現了抗糖尿病藥物阿卡波糖如何在自然界中形成，從而揭示其完整的生物合成途徑。該研究為通過生物技術改進藥物製造打開了大門。

這一發現尤其重要，因為隨着糖尿病患者人數的不斷增加，全球對阿卡波糖的需求也越來越高。

阿卡波糖（Acarbose）最初是從土壤中的遊動放線菌屬（Actinoplanes）等細菌分離出來的。這些細菌會分泌阿卡波糖來阻礙環境中其他細菌的生長，從而獲得競爭優勢。天然的細菌版本和藥物阿卡波糖都能抑制a-葡萄糖苷酶，可以將複雜的糖分解成一種可代謝的能量形式。儘管阿卡波糖具有重要的治療意義，但科學家們還沒能完全瞭解它是如何在自然界中合成的。

這項新報告了阿卡波糖的完整生物合成途徑及其結構成分，闡明瞭所有以前未知的步驟。

上圖為Actinoplanes sp.SE50/110中的阿卡波糖生物合成過程圖。a：Actinoplanes sp.SE50/110中的阿卡波糖生物合成基因簇。b：阿卡波糖生物合成途徑。紫色粗箭頭表示在本研究之前已明確的生化步驟（藍色背景色）。藍色和紅色箭頭表示先前提出的路徑。黑色粗箭頭顯示了本研究中闡明的途徑（黃色背景色）。

該研究不僅揭示了這種高價值藥物如何在自然界中形成，而且還為進一步改進阿卡波糖的工業生產提供了一個平台，例如通過修改產生阿卡波糖細菌的DNA或其他生物技術方法。從科學和工業角度來看，瞭解阿卡波糖完整的生物合成途徑非常重要。

研究人員表示，目前仍不清楚的是為什麼土壤細菌會產生阿卡波糖，以及這種化合物對它們有什麼作用。一些學者推測，阿卡波糖在細菌細胞內部和外部空間之間起到了運輸糖的作用，或者它可以保護自己不受其他生物體碳水化合物降解酶的影響。

研究通訊作者、俄勒岡州立大學藥學系Taifo Mahmud博士説：“對於在自然環境中產生阿卡波糖的生物來説，其功能到底是什麼？這仍然是未來研究的一個令人興奮的課題。”

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-31232-4