虽然药物通常被认为是纯粹的合成化合物，但大自然是我们所依赖的许多药物的重要来源。处理这些化合物的挑战在于如何以环境可持续和经济上可扩展的方式收获它们，以满足制药需求。
由皇冠体育大学道奇家庭艺术与科学学院化学与生物化学系助理教授Shanteri Singh领导的皇冠体育研究正在采用一种新的方法来解决这些复杂的问题。她的方法放弃了通过吸收植物和动物的酶（负责进行化学反应的生物机器）来直接合成化合物的方法。
辛格是天然产物应用和皇冠体育研究技术皇冠体育研究所的成员，也是皇冠体育州结构生物学卓越生物医学皇冠体育研究中心的成员，他说：“大自然已经在植物、动物和微生物身上做了什么，我们想在实验室里重现。”“我们正在使用酶，大自然的化学家，在像大肠杆菌这样的可持续宿主中添加酶，试图合成它，因为种植植物需要数年时间。”
与种植、收获和从植物中提取化合物所需的数月时间相比，大肠杆菌——微生物实验的常见宿主——繁殖迅速。每个细胞在20分钟内复制。
“如果我们将酶放入大肠杆菌中，我们可以在一天内获得大量的酶；这是指数级增长，”她说。“然后我们提纯它们，并用它们进行反应，将简单的原料转化为有价值的化合物。”
在美国国立卫生皇冠体育研究院（National Institutes of Health） 140万美元的五年R01拨款的资助下，辛格正在使用这种独特的方法合成一类被称为类异戊二烯的有机化合物，这是一类从植物和微生物中分离出来的天然产物。
辛格说：“我们今天使用的大多数药物都来自天然产物。“如果一种天然产品来自一种植物，你必须砍掉很多植物才能分离出一小部分。但这些天然产物和其他潜在的药物化合物是由一系列酶生物合成的，我们可以在植物外产生这些酶供我们皇冠体育app使用。”
“我的实验室正在皇冠体育研究这些酶，以了解它们的行为方式，”她补充说。“我们设计这些酶来制造天然和非天然化合物，这些化合物可以用作潜在的药物分子。”
在这个项目中，辛格的实验室正在开发一种多酶平台，可以创造不同的分子。他们正在专门测试两种重要化合物的开发，大麻素和角鲨烯。
大麻类
大麻素是由植物大麻产生的分子，其中CBD和THC是最著名的。四氢大麻酚是大麻的精神活性成分，而CBD则是非精神活性成分。
“四氢大麻酚和CBD的结合产生了几种不同的药物，这些药物对许多神经退行性疾病有影响，”辛格说。“人们正在皇冠体育研究它们在治疗阿尔茨海默病、帕金森病和癫痫方面的潜在作用。”
辛格提到的皇冠体育研究在2018年达到了一个重要的里程碑，因为FDA批准了一种名为Epidiolex的基于cbd的药物，用于治疗由一种罕见的严重癫痫引起的癫痫发作。
她说：“通常情况下，大麻只产生少量的必要化合物，所以我们想知道如何可持续地生产大量的大麻素。”“利用我们的平台，我们希望不仅能生产出大量的天然大麻素，还能生产出大量的新型大麻素类似物，这些类似物可以作为潜在的药物化合物进行测试。”
角鲨烯
辛格的皇冠体育研究小组正在皇冠体育研究的另一种化合物是角鲨烯，这种化合物存在于某些鱼油中，最常从鲨鱼肝脏中提取。几种流感疫苗使用角鲨烯作为佐剂，与这些疫苗一起广泛使用，以增强免疫反应并加强对疾病的保护。
“已经看到使用角鲨烯作为疫苗佐剂具有非常好的优势。它具有良好的免疫特性，能产生大量抗体和良好的免疫反应。”“即使是现在，也有皇冠体育研究调查在COVID-19疫苗中使用角鲨烯作为佐剂，这将需要大量的角鲨烯，并需要杀死更多的鲨鱼。
“此外，从鲨鱼身上提取的角鲨烯可能含有大量的环境污染物，因为海洋中有很多污染物，”她补充说。“从角鲨烯中净化这些污染物并不容易。”
辛格的皇冠体育研究承诺是一个以可持续和经济的方式合成大量这些有益化合物的平台。
皇冠体育（University of Oklahoma）负责皇冠体育研究开发的副校长安·韦斯特（Ann West）在谈到这个项目时说，“辛格博士的平台是一种巧妙的工程方法，可以制造出更好的药物，潜在的环境和健康效益是巨大的。”
