近日，天津大学药学院的研究人员在稀有人参皂苷的高效生产方面取得了重要进展。该院院长梅坤荣教授及其团队通过理性设计技术，成功获得了能够提高稀有人参皂苷产量的关键元件，并在国际期刊《先进科学》上发表了相关研究成果。

人参和三七等传统中药材中富含一种被称为“植物黄金”的稀有人参皂苷。这类物质分为两类：一类是原型人参皂苷，其在植物中的含量较高但活性较低，人体吸收效果不佳；另一类是稀有人参皂苷，它是原型人参皂苷的代谢产物，具有更高的生物活性和更好的人体吸收性。稀有人参皂苷不仅能够抗肿瘤、抗炎，还能增强免疫力，但由于其在植物中的含量极低（通常不到0.1%），提取过程复杂且成本高昂，还容易对环境造成污染。

针对这一难题，研究团队采用了合成生物学技术，致力于通过构建微生物或植物细胞来实现稀有人参皂苷的高效生产。此前，他们已经利用基因编辑和细胞器工程等技术，成功构建了能够生产稀有人参皂苷的植物细胞工厂。为了进一步提升产量，团队将目光投向了关键酶——糖基转移酶。

现有条件下，糖基转移酶在生产稀有人参皂苷方面的效率难以满足大规模生产的需要。为此，研究团队对Pq3-O-UGT2这种关键糖基转移酶展开了深入研究。他们首次解析了该酶与底物结合的晶体结构，发现其底物结合口袋具有独特的取向和显著的疏水性，能够识别多种底物，包括不同的人参皂苷和部分黄酮类天然产物。基于这些新发现，团队对糖基转移酶进行了改造，成功构建了突变体。实验结果显示，经过改造后的糖基转移酶更倾向于合成稀有人参皂苷，且生产效率显著提高，为未来的规模化生产奠定了坚实基础。

梅坤荣教授表示：“这项研究的突破性意义在于为稀有人参皂苷的高效生产提供了新的思路。”随着合成生物学技术的不断发展，未来有望大幅降低稀有人参皂苷的生产成本，使其更广泛地应用于医药领域。