科學家解析青蒿素類過氧橋鍵合成機制
- 發佈時間：2015-11-03 02:31:04 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京11月2日電 （記者許茜）青蒿素因屠呦呦喜獲諾獎一下子走進了公眾視野，其“功績”開始為人所知。雖然近40年來青蒿素治愈了無數瘧疾患者，但藥物來源卻成了老大難。中國科學院微生物研究所973項目《合成微生物體系的適配性研究》課題組發佈在3日《自然》雜誌線上版的成果稱，他們從真菌中解析青蒿素類過氧橋鍵的生物合成機制，為獲取青蒿素提供了一種別樣的思路。
最初，青蒿素要通過植物提取，但産量有限，遠遠滿足不了市場的需求。科學家轉而嘗試用化學方式，但仍未成功應用於商業化生産。近年來，他們開始轉向生物合成技術，並在轉基因酵母中生産出青蒿酸——青蒿素合成的前體。但研究表明，青蒿素的生物活性與過氧橋鍵密不可分，換句話説，要想讓青蒿酸變成青蒿素，就必須要有過氧橋鍵“穿線搭橋”。但過氧橋鍵又必須通過相關催化酶才能生成，因此找到過氧橋鍵合酶成為了學界的期盼。
此次，中科院微生物研究所張立新帶領的973項目組大膽猜測，過氧橋鍵合酶可能來源於與黃花蒿共生的真菌中，並試圖從自主構建的海洋微生物天然産物庫中發現這類含有過氧橋鍵的化合物及其相應的催化酶。通過與973海外團隊成員美國波士頓大學劉平華教授課題組和德克薩斯大學奧斯汀分校張燕教授課題組密切合作，他們從幾株曲霉和靑霉中分離出具有抗感染等多種生物活性的含過氧橋鍵萜類吲哚生物鹼化合物震顫真菌毒素，並解析出該化合物中的過氧橋鍵是由一個依賴a-酮戊二酸的單核非血紅素酶FtmOx1催化合成。他們在文章中首次展示了FtmOx1的晶體結構，以及FtmOx1分別與a-酮戊二酸和底物fumitremorgen B的共晶體結構，並通過詳盡的酶學實驗證實了FtmOx1的功能。
研究人員認為，闡明這一特別的過氧橋鍵的生物合成新機制，為發現催化青蒿酸形成青蒿素的過氧橋鍵合酶向前邁進了一大步。
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