生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄧子新團(tuán)隊(duì)在PNAS上發(fā)文報(bào)道了殺稻瘟菌素生物合成中一個(gè)新型tRNA依賴(lài)的轉(zhuǎn)移酶BlsK
近日，綜合性權(quán)威雜志《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》發(fā)表了上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄧子新團(tuán)隊(duì)在殺稻瘟菌素（Blasticidin S，BS）生物合成研究的研究成果。文章報(bào)道了一個(gè)參與生物合成和自抗性的關(guān)鍵蛋白BlsK的最新研究成果，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院博士畢業(yè)生王先坤為該論文第一作者，蔣明副研究員和賀新義研究員為共同通訊作者。
殺稻瘟菌素是第一個(gè)大規(guī)模取代汞制劑防治水稻稻瘟病的抗生素，目前商用產(chǎn)品仍應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因篩選試劑。前期研究表明，在BS生物合成過(guò)程中，除了終產(chǎn)物，還有三種與BS核心結(jié)構(gòu)相似的代謝物，即去甲基殺稻瘟菌素demethylblasticidin S (DBS)，亮氨酰去甲基殺稻瘟菌素leucyldemethylblasticidin S (LDBS)和亮氨酰殺稻瘟菌素leucylblasticidin S (LBS)，三者的轉(zhuǎn)化關(guān)系中有一個(gè)隱藏的亮氨?；^(guò)程。DBS精氨酸側(cè)鏈被亮氨?；疞DBS后，才能別被甲基轉(zhuǎn)移酶BlsL識(shí)別并催化生成LBS，亮氨酸在LBS外排過(guò)程中被水解掉成為成熟的殺稻瘟菌素BS。亮氨?；侨绾伟l(fā)生的一直沒(méi)有直接的證據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)BlsK以一種新的方式催化了這一過(guò)程，它能夠從初級(jí)代謝中高效?“劫持”活化的亮氨酸產(chǎn)物L(fēng)eucyl-tRNA，并將亮氨?；鶊F(tuán)轉(zhuǎn)移到DBS精氨酸側(cè)鏈上的β-氨基上；BlsK在序列和結(jié)構(gòu)上與已經(jīng)功能表征的蛋白均沒(méi)有相似性，它包含了一個(gè)[3Fe-4S]簇，該鐵硫簇對(duì)維持蛋白結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性至關(guān)重要。因此該發(fā)現(xiàn)不僅使BS的生物合成途徑更加清楚，而且同時(shí)擴(kuò)展了我們對(duì)氨酰tRNA轉(zhuǎn)移酶家族和鐵硫蛋白家族的認(rèn)識(shí)。
蔣明副研究員和賀新義研究員長(zhǎng)期從事殺稻瘟菌素等天然產(chǎn)物的生物合成研究。該論文是他們?cè)趯?shí)現(xiàn)BS的異源表達(dá)（Applied and Environmental Microbiology）、鑒定水解亮氨?；鶊F(tuán)的水解酶PePN（Scientific Reports）和甲基轉(zhuǎn)移酶BlsL（Frontiers in Microbiology)等研究成果后的又一重要進(jìn)展。該研究工作獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2018YFA0901900）和國(guó)家自然科學(xué)基金（31871250、31670034、31870026）的資助。
全文鏈接：https://www.pnas.org/content/118/30/e2102318118
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