RNA療法，例如mRNA疫苗和siRNA藥物，在近年來備受矚目。然而，大規模生產這些RNA分子的關鍵組件——核苷三磷酸（NTPs），一直面臨成本高昂和環境友善性不足的挑戰。近日，一項發表於頂尖期刊的研究，提出了一種利用酶法合成NTPs的新策略，有望大幅降低生產成本，並提升製程的永續性。

傳統化學合成的困境

傳統的NTPs化學合成方法，不僅步驟繁瑣，需要使用大量的有機溶劑和保護基團，還會產生大量的化學廢棄物。此外，化學合成通常需要高純度的起始原料，進一步增加了生產成本。這些因素都限制了RNA療法的大規模應用和普及。

酶法合成的優勢與挑戰

酶法合成NTPs具有高度的專一性和效率，可以在溫和的條件下進行，減少了對環境的影響。然而，傳統酶法合成通常需要昂貴且不穩定的磷酸供體，例如三磷酸腺苷（ATP）。這使得酶法合成的成本仍然居高不下。

新策略：利用簡單磷酸供體的酶法合成

這項新的研究突破在於，研究人員開發了一種酶促反應系統，能夠利用簡單且廉價的磷酸供體，例如無機磷酸鹽（Pi）或多磷酸鹽（polyP），高效合成NTPs。該系統的核心是一種經過工程改造的聚磷酸激酶（polyphosphate kinase, PPK），能夠催化Pi或polyP向核苷單磷酸（NMP）或核苷二磷酸（NDP）的磷酸化反應，最終生成NTPs。

研究團隊通過精密的酶工程改造，提高了PPK對Pi和polyP的利用效率，並優化了反應條件，使得NTPs的產量和純度都得到了顯著提升。實驗數據顯示，使用Pi作為磷酸供體，該酶促反應系統可以高效合成ATP、GTP、CTP和UTP等多種NTPs，其產量與使用傳統ATP作為磷酸供體的酶法合成相當，甚至更高。

潛在影響與未來展望

這項研究的潛在影響是巨大的。利用簡單磷酸供體的酶法合成NTPs，有望大幅降低RNA療法的生產成本，使其更具可負擔性。此外，該方法還具有環境友善的優勢，可以減少化學廢棄物的產生，促進製程的永續性。

未來，研究人員將進一步優化酶促反應系統，提高NTPs的產量和純度，並探索將該技術應用於大規模生產的可能性。此外，他們還計劃開發更高效的PPK變體，以進一步降低生產成本。如果這些努力能夠成功，將有望加速RNA療法的發展和應用，為人類健康帶來更大的福祉。

總結與研判

這項利用簡單磷酸供體的酶法合成NTPs的研究，代表了RNA療法生產領域的一項重大突破。它不僅有望降低生產成本，提升製程的永續性，還將加速RNA療法的發展和應用。儘管該技術仍處於早期階段，但其潛力不容忽視。隨著研究的深入和技術的成熟，我們有理由相信，它將在未來為RNA療法的普及和應用做出重要貢獻。

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原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: December 17, 2025