科学家破解200年之谜：烟草植物如何制造尼古丁

# 科学家解开200年之谜：烟草植物如何合成尼古丁 来源：https://www.york.ac.uk/news-and-events/news/2026/research/200-year-old-puzzle-tobacco-plants-nicotine/ 新闻 发表于 2026年5月18日 星期一 科学家揭示了烟草植物如何自然合成尼古丁，解开了困扰研究人员近两个世纪的谜团。 烟草植物如何产生尼古丁的难题自19世纪20年代末期便已存在。这项发表于《自然·通讯》(https://www.nature.com/articles/s41467-026-72705-0)的发现，有望利用烟草植物更安全地生产药物和疫苗，而无需产生不需要的尼古丁。 尼古丁是使烟草制品上瘾的化学物质，人类使用它已有超过1万年的历史。但尽管经过数十年的研究，科学家从未完全理解像 *Nicotiana tabacum*（烟草的主要来源）这样的植物究竟是如何构建尼古丁分子的。 如今，科学家发现了烟草植物合成尼古丁所必需的缺失基因和酶，并在实验室和活体植物中重现了这一过程，从而证明了其工作原理。 ### **污染问题** 来自约克大学生物学系(https://www.york.ac.uk/biology/)新型农产品中心(https://www.york.ac.uk/biology/centre-for-novel-agricultural-products/)（CNAP）的本杰明·利奇曼博士表示：“烟草植物可作为生物技术平台用于生产疫苗或其他医药产品，但尼古丁的存在一直是个困扰，它会污染产品，需要额外加工去除。” “然而，关于烟草植物如何产生尼古丁的谜团，自19世纪20年代末首次从植物中提取出尼古丁以来就一直存在。此后，一直没有人破解其合成之谜。如今我们终于得到了追寻200多年的答案，这是植物科学和生物化学领域的重要时刻！” “有了这项新知识，我们可以去除或改造植物自然产生的尼古丁，创造出更好的生物技术工具。未来还有令人兴奋的潜力，可以改造烟草的尼古丁形成系统，用于生产有用的医药化合物。” ### **葡萄糖分子** 该研究团队（包括来自哥本哈根大学的研究人员）发现，尼古丁最初是附着在一个葡萄糖分子上形成的，添加葡萄糖是为了给其构建模块提供能量，使其能够连接在一起。然而，在最后一步，葡萄糖被去除了，看似消失了。这个隐藏的步骤解释了为何这个谜团延续了如此之久。 约克大学博士生、该研究的第一作者本杰明·施瓦布还发现了两种特殊植物酶——NaGR和NicGS——的精确结构，它们负责将较小片段组装成尼古丁分子。尼古丁分子本身由两个相连的环组成，每个环在植物代谢的不同部位生成。一个来自类似维生素的化合物，另一个来自与蛋白质构建相关的氨基酸。 利奇曼博士说：“这非常令人兴奋，因为它具有实际应用价值。与烟草关系密切的 *Nicotiana benthamiana* 植物已被用于‘分子农业’，生产救命药物和疫苗。” “这开辟了将烟草植物用于正道的新途径：不是用于香烟，而是用于药物和其他有价值的产品。”