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陈义华研讨组发明新奇的聚酮类化合物肇端机制

作者: 宣布时候:2021.07.27 文章来历:

  陈义华研讨员研讨组一向努力于微生物天然产品的生物分解和分解生物学的研讨,在揭露和懂得差别天然产品怪异的生物分解机制的根本上,操纵分解生物学的理念设想并革新取得更多新布局和杰出活性的天然产品。最近几年来已胜利剖析了链丝菌素、庚糖杀菌素、白黄菌素等的生物分解机制,相干研讨为药物的开辟和设想供给了新的思绪,鞭策了天然产品药物的成长。研讨功效和综述前后颁发在国际权势巨子期刊PNASNat CommunJACSAngew Chem Int EdAdv SciNat Prod Rep等杂志。在方才颁发的任务中(Nat Commun, 2021,12:4499),研讨组发明了一类新奇且普遍存在的聚酮化合物甲酯化在线润色肇端机制。 

  

 

 

  1:甲酯化在线润色肇端聚酮化合物ART的生物分解 
 

  聚酮类天然产品是微生物天然产品的主要构成局部,具备杰出的药用代价和其余主要的心理功效。化合物AurantininART)是一类具备怪异6/7/8/5四环庞杂布局的多烯聚酮类化合物,本研讨中作者起首判定了ART的生物分解基因簇并经由进程剖析化合物ART布局中差别甲基的构成体例研讨了其聚酮链的组装进程。在这一研讨进程中作者发明一个甲基转移酶基因art28其对ART的生物分解是必须的,但是在ART布局中却找不到其对应催化构成的甲基,这一成果引发了作者的乐趣。经由进程进一步的研讨,作者发明Art28为氧甲基转移酶,详细催化聚酮生物分解肇端进程中丙二酰ACPmalonyl-ACP)的在线甲酯化,即担任将毗连至ACP上的丙二酰基末真个羧酸停止甲酯化构成丙二酰ACP甲酯,进而肇端聚酮链的延长。研讨还发明该甲酯基团一向存在于其全部生物分解进程中,直到最初经由进程酯酶Art9将中心产品ART 9B末真个甲酯水解构成羧酸,进而泵出细胞外,构成终究的活性产品ART BART生物分解进程中发明的羧基甲酯化和去甲酯化机制,一方面禁止了其生物分解进程中结尾羧基发生其余副反映,同时也掩护了发生菌免受该化合物的毒性感化。最初,作者还阐发了Art28卵白的同源卵白在其余生物分解基因簇中的普遍性,发明这一怪异的聚酮肇端机制普遍存在于差别品种的细菌和基因簇中。这一甲酯化肇端机制的发明不只丰硕了聚酮类化合物的生物分解肇端体例,拓展了细菌操纵润色感化实现自我掩护战略的多样性,同时有助于加深对聚酮类化合物生物分解机制的懂得,为进一步操纵分解生物学取得更多具备杰出生物活性的聚酮化合物奠基根本。 
 

  

 

 
 

  2:聚酮类化合物的在线润色肇端体例 
 

  2021年723日国际综合性权势巨子期刊《Nature communications》在线颁发了题为“Initiating polyketide biosynthesis by on-line methyl esterification”的研讨文章,报道了这一新奇的在线甲酯化体例肇端聚酮类化合物的生物分解。中国迷信院微生物研讨所副研讨员李鹏伟为该论文的第一作者,陈义华研讨员为通信作者。该研讨取得分解生物学国度重点研发打算、国度天然迷信基金和中科院和内蒙古协作名目的赞助。南京农业大学的陆兆新传授、微生物研讨所的钟瑾研讨员和加拿大劳里埃大学Horsman传授为该任务的实现供给了主要的指点和赞助。 

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