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新颖芳香类化合物研究取得新进展

发布日期:2019-06-27 14:29   来源:未知   阅读:

  12月19日,《自然化学生物学》在线发表了中国医学科学院药物研究所和中国科学院生物物理研究所合作的研究论文,报道了关于新颖芳香类化合物异戊烯基转移酶AtaPT,揭示了其杂泛性的分子机制,展现了该酶在药用活性化合物生物合成与天然药物合成生物学方面的巨大应用前景。

  传统上,酶被认为具有严格的底物及反应特异性,然而,研究发现许多酶却能催化不同于其“天然”的底物或反应,即杂泛性。酶的杂泛性越来越受到科学界的关注,但其分子机制尚未完全阐明。

  异戊烯基取代的天然产物结构类型多样,并具多种药理活性,是创新药物的重要来源。天然产物分子中异戊烯基的引入不仅极大丰富了结构多样性,而且因亲脂性的增加而增强了与药物靶点的亲和力及生物利用度,从而提高了成药性。由于天然产物结构复杂多样,通过化学法进行异戊烯基化困难,利用杂泛性异戊烯基转移酶进行异戊烯基化则为此提供了新的策略。

  该研究从一株海洋红树林来源的土曲霉的基因组中首次发掘到一个新颖的aPTase基因AtaPT。研究发现,重组AtaPT不仅能接受不同链长的异戊烯基供体,而且还能催化包括木脂素等多种结构类型芳香类化合物进行高效异戊烯基化反应,显示了前所未有的底物与反应杂泛性。

  该研究进一步通过结构生物学阐明了AtaPT具有显著杂泛性的分子机制,进一步在结构导向下,通过理性设计并结合基因定点突变技术,实现了从反应“杂泛性”到“选择性”的人工操控。该研究对开发用于药用活性化合物生物合成以及合成生物学研究中引入异戊烯基的工具酶,进而为新药研发提供类型丰富的创新先导化合物具有重要意义。

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