攻克难关：追溯《自然》文章研究过程

　　

生物通报道：来自麻省理工生物学系，哈佛医学院生物化学与分子药理学系（Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology）的研究人员解决了维生素B12生物合成的最后一步：将一种维他命不寻常的形式（flavin，黄素或四羟酮醇）转化成另外一种形式。

这对于科学家们了解B12这种复杂的分子意义重大，正如这篇论文的同行评审：德州农工大学（Texas A&M University）A.I. Scott所说的，“B12在过去的50年中在化学和生物化学扮演了重要的角色，自然将这种美丽的化合物制造出来，一步一步认识了解它是一个令人着魔的过程。”

这一研究成果公布在昨天出版的《Nature》杂志上。

原文摘要：
Nature 446, 449-453 (22 March 2007) | 
doi:10.1038/nature05611; Received 25 October 2006; Accepted 19 January 2007
BluB cannibalizes flavin to form the lower ligand of vitamin B12   [Abstract]

维生素B12又叫钴胺素，是一种水溶性维生素，也是已知最大的非聚合物天然产物之一（比其它维生素大三倍之多），是惟一完全由微生物合成的一种维生素。维生素B12主要生理功能包括促进红细胞的发育和成熟，使肌体造血机能处于正常状态；促进碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢；具有活化氨基酸的作用和促进核酸的生物合成，可促进蛋白质的合成。

维生素B12的合成需要大约30个酶学步骤，至今最后的一步科学家们仍然不清楚，这主要是由于从许多复杂步骤中分离各种成份并不容易。在这篇文章中，研究人员终于确定了生物合成中的最后一个未知步骤，并发现了bluB的X-射线晶体结构。

文章的作者Graham Walker表示，他们最开始并不是想要研究B12，而是主要关注苜蓿根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)，想知道这种细菌是如何在植物细胞里生存和固氮的。在实验中，利用一种带有bluB突变基因的细菌，研究人员发现这种细菌的行为与预期的并不一致——它并不合成B12，这种突变会影响这些细菌形成维生素的最后一个配基：5,6-二甲基苯并咪唑（dimethylbenzimidazole ，DMB）。

从而研究人员开始寻找B12合成的最后一个阶段的基因，并假定bluB是形成DMB的几个关键蛋白之一，文章第一作者Michiko Taga说，“通过遗传学并不能判断一种蛋白是否参予了一个途径，或者是否单独行使功能，我们认为BluB参予这一途径是因为反应看起来太复杂了，不能单独完成。”

但是Taga并没有在这个途径中找到其它蛋白，因此她找到了她本科时期的同学：哈佛医学院的Nicholas Larson，来进行B12的结晶。通过这种结构，他们发现了一种不寻常的机制：BluB酶利用氧分解了黄素（四羟酮醇）单核苷酸共因子，形成维生素B12的低配体。

这种一种共因子在酶催化下被破坏来合成另一种共因子是一个不一般的过程，在维生素H的合成中也出现过这种“人吃人”的相似过程，但是BluB独特的结构和功能说明这是一种新的酶类：“flavin destructase”家族。
（生物通：张迪）