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华人团队首次曝光真菌NRPSs工作机理
【字体: 大 中 小 】 时间:2017年05月25日 来源:生物通
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来自犹他州立大学的华人研究团队,首次报道了“真菌非核糖体肽合成酶”生产白僵菌素时的工作机理,为进一步改造真菌生产生物活性化合物提供了具体的依据。
来自犹他州立大学的华人研究团队,首次报道了“真菌非核糖体肽合成酶”生产白僵菌素时的工作机理,为进一步改造真菌生产生物活性化合物提供了具体的依据。
生物通报道:真菌和细菌的某些代谢产物具有抗癌、抗菌、杀虫、除草、抗胆固醇等功效。许多天然药用化合物,例如青霉素、白僵菌素、万古霉素被统称为“非核糖体肽(nonribosomal peptides)”,它们都是靠一组名叫“非核糖体肽合成酶(nonribosomal peptide synthetases,NRPSs)”的酶类生成。
细菌的NRPSs已经被了解的十分清楚了,但是真菌的这些功能性的天然化合物的合成机理还是一个谜。直到最近犹他州立大学的华人生物工程师团队才曝光了真菌天然化合物的合成途径。
Jixun Zhan博士是犹他州立大学生物工程系教授,致力于细菌和真菌天然化合的催化研究。他和他的研究团队利用微生物工程手段,已经复制了许多活性化合物。最近,该团队又成功生物合成了白僵菌素(beauvericin)和类白僵菌素(bassianolide),这种来自真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)的天然化合物有着抗癌、抗虫等作用。
而这篇报道在《Nature Communications》期刊的文章则首次阐明了细菌和真菌迭代NRPS的差异机理。博后研究员Dayu Yu、Shuwei Zhang,博士研究生Fuchao Xu,以及实验室负责人Jixun Zhan博士是本文的共同作者。
“在本篇文章中,我们的目标是了解真菌迭代NRPSs如何精确和重复地使用它们的催化单元来生产不同的化合物,”Zhan博士说。“我们重点了解了白僵菌素和类白僵菌素的合成,试图了解它们的装配机理,以及NRPSs控制分子长度等因素的既定程序。”
NRPSs是模块化的酶,在它内部包含了一系列的小单元,我们称它们为催化结构域。Zhan博士的课题组在球孢白僵菌内挑选了两个能生产白僵菌素的NRPSs进行研究。研究人员成功地将一个大酶切割成了具有各种功能的小片段,将它们重组入酵母,分别观察其活性。通过酶的分离、结构域交换、定点突变、体外酶促反应等一组验证实验,该研究小组最终发现了真菌NRPSs在进行化合物合成时的链延伸和长度控制机制。
原文标题:Decoding and reprogramming fungal iterative nonribosomal peptide synthetases
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