上海交大農(nóng)用抗生素基礎(chǔ)研究獲重要進展
? ? ? ?近日，國際著名科學(xué)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國家重點實驗室鄧子新團隊由德林研究小組在農(nóng)用抗生素基礎(chǔ)研究方面的最新進展《Biosynthesis of the pyrrolidine protein synthesis inhibitor anisomycin involves novel gene ensemble and cryptic biosynthetic steps》。該論文系統(tǒng)地報道了茴香霉素生物合成中一個新穎的吡咯烷生物合成基因集成和隱藏的糖基化反應(yīng)。論文第一作者為由德林組的博士生鄭曉青。
? ? ? ?蛋白質(zhì)合成抑制劑茴香霉素是一個具有反式二醇吡咯烷結(jié)構(gòu)的微生物來源的天然產(chǎn)物。它能特異地結(jié)合60S核糖體亞基、阻斷肽鍵的形成，從而顯示出包括抗病原蟲、抗真菌、抗癌、免疫抑制和消弱創(chuàng)傷記憶等在內(nèi)的多種優(yōu)良生物和藥理活性。茴香霉素是目前在中國得到廣泛應(yīng)用的重要農(nóng)用抗生素-農(nóng)抗120的主要活性成分，已經(jīng)普遍用于農(nóng)作物真菌病害的防治。茴香霉素獨特的結(jié)構(gòu)和多樣的生物活性，引發(fā)了科研人員的強烈興趣，目前已報道過近30種化學(xué)合成方法，但自輝瑞制藥60年前發(fā)現(xiàn)茴香霉素后，至今其生物合成途徑仍然不清楚。
? ? ? ?在本研究中，由德林研究小組經(jīng)過十余年的努力，利用生物活性為導(dǎo)向的高通量篩選技術(shù)，首次在刺孢吸水鏈霉菌北京變種中克隆到了茴香霉素的生物合成基因。通過體內(nèi)遺傳結(jié)合體外生化研究，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個新穎的吡咯烷生物合成基因集成負責(zé)茴香霉素的生物合成。鑒定該基因集成編碼4個核心酶，氨基轉(zhuǎn)移酶AniQ催化兩步轉(zhuǎn)氨反應(yīng)，轉(zhuǎn)酮酶AniP催化4-羥基苯丙酮酸和3-磷酸甘油醛的縮合，糖基轉(zhuǎn)移酶AniO催化隱藏的糖基化反應(yīng)，兼具氧化和還原雙功能的脫氫酶AniN介導(dǎo)的吡咯烷的形成。其中，隱藏的糖基化反應(yīng)是在天然產(chǎn)物生物合成中首次發(fā)現(xiàn)，極大地拓展了人們對于天然產(chǎn)物生物合成中糖基化反應(yīng)的理解和認識。相關(guān)茴香霉素生物合成的系統(tǒng)基礎(chǔ)研究，將有力推動該農(nóng)用抗生素的品種創(chuàng)新和品質(zhì)改造。
? ? ? ?由德林教授研究小組長期致力于農(nóng)用抗生素生物合成與分子改造的基礎(chǔ)研究。該研究是繼金霉素（Metabolic Engineering2013, 19:69）、黃脂菌素（Cell Chemical Biology2016, 23:508;Chemistry & Biology2012, 19:422）、殺粉蝶菌素（Chemistry & Biology2012, 19:243）、制蚜菌素（PLoS One2013, 8: e56772）等多個農(nóng)用抗生素生物合成系列研究之后取得的又一項新成果。
? ? ? ?該研究是與西澳大利亞大學(xué)的Yit-Heng Chooi課題組合作完成的，并且得到了國家基金委、科技部及上海市科委的大力支持。
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