一种新细菌生物合成途径被发现
时间:2019-07-27 19:10 来源:未知 作者:健康新闻 点击:次
细菌是生物分子全国的大厨；总而言之，它们具有发作多量未知精力的才智，个中的一些物资或者具有医治感导或其余有用的本色。在一项新的钻研中，来自美国加州大学洛杉矶分校与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的钻研人员在寻觅无效的天然产物时，缔造了一种全新的细菌食谱。关系钻研结果揭晓在2019年7月19日的Science期刊上，论文问题为“Use of a scaffold peptide in the biosynthesis of amino acid–derived natural products”。
图片来自Chi P. Ting。
论文一路通讯作者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校研讨员Wilfred van der Donk说道，“这些细菌中的酶发展的反响是使人难以信托的......当我们初度观察到它们时，我们摸不着脑筋。我们随后必需殚精竭虑地证明我们认为这些酶发展的这些反馈确凿发生了。”
van der Donk及其团队与加州大学洛杉矶分校生亡故学与生理学传授Tamir Gonen发展单干，证明了他们的缔造。
van der Donk团队（收罗论文第一作者Chi Ting）旨在通过索求基因组来发明新的自然产物，即由细菌发作的潜在有效物质，这一策略喻为基因组开掘（genome mining）。
van der Donk说道，“基因组挖掘可以让你开端找寻你根蒂不知道它们会是甚么的化合物。[我们的团队]的许多执行室都试图通过基因组挖掘探讨新的抗生素...你在寻找不平凡的器材，我们不晓得它是如何出产进去的，尔后你试着在一种友好的无机体中制作它。”
细胞应用称为氨基酸的特殊化学成份来制造卵白，而卵白是生物的首要机关和内局部子机器。蛋白是由20种分歧类型的氨基酸组成的长链；肽是较短的氨基酸链。一些类型的细菌人造产物是小肽经由市场上贩卖的化学物的润色后而造成的。
卵白和大大都肽由核糖体组装而成，核糖体是细胞中的大型份子机器，就像是面包店里的糕点厨师一样。遵循基因中编写的食谱，核糖体能够将任何氨基酸序列毗连在一起；核糖体是高效的与多坚守的。其它的基于肽的人造产物是由一组特定的酶打造出来的，这些酶就像一个家庭烘焙师，背熟了本身最喜欢的食谱---这些酶并不遵循模板，而是不断地构建雷同类型的毗连和润饰，从而仅发生一种自然产物。
van der Donk说，“在自然产物的生物合成中，这两种阶梯都被用来产人造产物。如今，咱们无意偶尔发明了一种同时具备这两种阶梯特色的新路子。”
这些钻研人员在研究感染植物的丁香假单胞菌（Pseudomonas syringae）的历程中发明一个基因簇时获取了他们意想不到的发明。他们缔造在这个基因簇中，一个基因携带核糖体用来制作肽的新闻，而另一个基因编码了一种可以在肽链上增进另一种氨基酸的酶。糕点厨师组装面团做面包，但要把它交给家庭面包师来完成制备工作。
van der Donk说，“回顾回头起来，这只是一种颇为聪白的任事方式。有一种酶可以对一种事先具备的肽发作这种劝化，这象征着斯时......你可以将这种肽作为支架使用，仅需一次又一次地制造人造产物。”
他们在假单胞菌中发明的这种类型的合成门径以这类方式起作用，这是因为一旦将新的氨基酸增长到一种事先存在的肽中，它就可在一系列步骤中受到润色，随后接受破不佳，从而前往到由核糖体出产肽的这个起始法度模范。通过这种方式，它有点像酵母发酵剂（sourdough starter）。只有它维持活性形状，就不紧要重新创立它来制作后续的每一批面包。
为了虚假形貌他们的自然产物及其合成，van der Donk团队盼望更好地领略它的构造。但是，经证明，人造产物份子太不刚烈而不能应用传统技能。该团队追求了Gonen的接济。Gonen试验室近期采取了一种前沿的技能---对疾速冷冻的纯化肉体的微晶发展电镜成像，来确定小分子的构造。
van der Donk说，“一旦你制造了天然产物，现今你须要弄清晰它是什么......咱们的协作者想要透露表现这种办法对于制作未知的天然根源份子的有效性。对于这两个实行室来讲，这的确是一个双赢的形势。我以为整个人造产物研讨界很或许都盼愿开始应用这类手艺。”
鉴于van der Donk和他的团队曾经意想到这类承办性合成路子的具备，他们已缔造了另外类似机制具备的例子，囊括泥土细菌发生发火的抗肿瘤化合物。除了缩减识别出产有远景的自然产物的基因簇的本领以外，这些钻研人员兴奋地发现了应用这种接替性合成蹊径的新门径。
van der Donk说道，“咱们关于若何将它用于合成生物学也感应喜悦。这是因为产一种自然产物所需的开消，也即是资本的数量，在这里是相等低的。你制造肽，一些酶，往后发作一种抗肿瘤化合物…斯时有良多人对细菌进行改造让它们具有抗癌活性很感乐趣，就针对让细菌为你制作分子而言，这是绝对简单实现的功效。”
原始因由：
Chi P. Ting et al. Use of a scaffold peptide in the biosynthesis of amino acid–derived natural products. Science, 2019, doi:10.1126/science.aau6232.Newly discovered biosynthetic pathway in bacteria recipe for drug discovery and production
原标题：Science：发明一种新的细菌生物合成路子，无望缔造与产新的药物
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