2024年1月25日，中国农业科学院农业基因组研究所闫建斌及北京大学雷晓光共同通讯在Science 在线发表题为Characterization and heterologous reconstitution of Taxus biosynthetic enzymes leading to baccatin III的研究论文。
紫杉醇是一种众所周知的抗癌化合物。它的生物合成包括形成一个高度功能化的二萜核心骨架(baccatin III)和随后的苯基异丝氨酸侧链的组装。尽管经过半个世纪的深入研究，baccatin III的完整生物合成途径仍然未知。
该研究发现了一种双功能细胞色素P450酶(Taxane oxetanase, TOT)，它催化紫杉醇oxetane形成中的氧化重排，代表了以前未知的oxetane环形成的酶机制。该研究建立了基于紫杉素（taxusin）生物合成途径的筛选策略，并发现了负责紫杉烷氧化C9位置(T9αH)的酶。最后，该研究在烟草中人工重组了一种生产baccatin III的生物合成途径。
总之，该研究成功鉴定了紫杉醇生物途径的关键缺失酶，揭示了红豆杉催化含氧四元环分子形成的全新机制，发现了紫杉醇异源生物合成的核心基因，实现了紫杉醇核心前体baccatin III在烟草中的异源合成。该研究成果解决了紫杉醇生物合成研究中的关键瓶颈问题，是植物天然产物生物合成领域中的重大突破，为通过合成生物学的手段实现紫杉醇的高效、可持续生产铺平了道路，具有极高的科学创新性与应用价值。
