在番茄中生產左多巴（L-DOPA）

 

非當事番茄。圖片來源：維基百科。

從1967年開始，左多巴（L-DOPA）就成為治療巴金森氏症（Parkinson's disease）的標準治療藥。但是左多巴通常以化學合成，只有少數的植物--如刺毛黧豆（Mucuna pruriens）--含有大量的左多巴。雖然刺毛黧豆的種子含有10%的左多巴，但是這種植物的表面被覆著許多會導致奇癢的刺毛，植物本身又含有可以致幻的色胺（tryptamine）類化合物，所以也不是理想的天然左多巴供應來源（雖然坊間還是有在販賣「多巴黧豆」製劑）。

但是植物為何要合成左多巴呢？科學家認為是用來抑制其他植物的生長，也就是說，它是植物用來進行「相剋作用」（allelopathy）的一種化合物。不過，不管植物合成它的原因是什麼，英國的研究團隊發現甜菜也會合成左多巴，只是因為左多巴是甜菜合成甜菜素（betalains）的中間產物，所以量不多。

研究團隊將甜菜中負責合成左多巴的兩個酵素基因：BvCYP76AD1與BvCYP76AD6給找到了。其中BvCYP76AD1除了會把酪胺酸（tyrosine）給轉成左多巴，還會進一步把左多巴再轉化為環多巴；但BvCYP76AD6就只會把酪胺酸轉變為左多巴。於是研究團隊決定要把BvCYP76AD6轉入番茄。

被轉入BvCYP76AD6的番茄不但左多巴合成增加，整體胺基酸的含量也上升；檸檬酸循環與醣解作用的中間產物量也增加了。另外，酚醛類化合物與含氮化合物這兩類的次級代謝物含量卻減少了。研究團隊發現，如果把MYB12這個代謝調節基因也同時轉入番茄，左多巴的產量還可以再增加。

為什麼要製造可以生產左多巴的番茄呢？這是因為番茄是很常見的水果。在台灣大家可能對番茄沒那麼多印象，但在歐美，在院子裡種番茄是很受歡迎的活動。雖然這是基改番茄，但番茄可以在溫室或簡單的網室中培植，不必擔心花粉污染野生番茄的問題。

有意思的是，這些基改番茄不只是生產更多的左多巴，它們的果實保存期限也變長，對灰黴病菌（Botrytis cinerea）抵抗力也上升了。

這種基改番茄未來如果可以上市，對巴金森氏症的病人來說，是否就意味著可以藉由多吃番茄來服藥呢？當然，如果不喜歡番茄就沒辦法了。

參考文獻：

Dario Breitel, Paul Brett, Saleh Alseekh, Alisdair R. Fernie, Eugenio Butelli, Cathie Martin. Metabolic engineering of tomato fruit enriched in L-DOPA. Metabolic Engineering, 2020; DOI: 10.1016/j.ymben.2020.11.011