[所屬分類:行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2024-5-31] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

研究發(fā)現(xiàn)新型分子間Diels-Alder環(huán)化酶
作者：朱漢斌   來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)  
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近日，廣東省科學(xué)院微生物研究所研究員章衛(wèi)民團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，發(fā)現(xiàn)了一種負(fù)責(zé)聚酮類異二聚體lithocarpins生物合成的新型分子間狄爾斯-阿爾德反應(yīng)（Diels-Alder，DA）環(huán)化酶。該酶可以通過(guò)合成生物學(xué)顯著提升lithocarpins的產(chǎn)量。相關(guān)成果發(fā)表于《國(guó)際生物大分子雜志》（International Journal of Biological Macromolecules）。
具有抗腫瘤活性的十元大環(huán)內(nèi)酯雜合tenellone異二聚體聚酮類新骨架化合物lithocarpins A-G，其中l(wèi)ithocarpin E對(duì)肝癌細(xì)胞具有選擇性毒性，并進(jìn)一步證實(shí)了lithocarpins類似物在小鼠體內(nèi)的抗肝癌活性，預(yù)示lithocarpins具有開(kāi)發(fā)成為特異性抗肝癌藥物先導(dǎo)化合物的潛力。DA酶在復(fù)雜聚酮類化合物的生物合成過(guò)程中發(fā)揮重要作用，但目前已報(bào)道的DA酶大多是多功能分子內(nèi)DA酶。因此，需要進(jìn)一步挖掘具有高立體選擇性的單功能分子間DA酶，為生物合成新穎的異二聚體聚酮類新化合物提供可靠的酶學(xué)工具。
研究人員通過(guò)對(duì)P. lithocarpus關(guān)鍵基因敲除證實(shí)lithocarpins由兩個(gè)基因簇cluster 41和cluster 81分別生物合成十元大環(huán)內(nèi)酯和tenellone，再通過(guò)新型分子間DA酶g7882介導(dǎo)的DA環(huán)化反應(yīng)形成，進(jìn)一步對(duì)修飾基因酰基轉(zhuǎn)移酶進(jìn)行基因敲除，證實(shí)了�；�轉(zhuǎn)移酶負(fù)責(zé)lithocarpin B到lithocarpin A的乙�；�。通過(guò)對(duì)�；�轉(zhuǎn)移酶的過(guò)表達(dá)顯著提升了抗腫瘤化合物lithocarpin A的產(chǎn)量，同時(shí)發(fā)掘了一個(gè)具有顯著抗腫瘤和抗菌活性的新化合物lithocarol G，并對(duì)�；�轉(zhuǎn)移酶的多重生化功能及l(fā)ithocarol的生物合成機(jī)制進(jìn)行了解析。
Phomopsis lithocarpus中分子間DA酶g7882的過(guò)表達(dá)能顯著提升lithocarpin A的產(chǎn)量，同時(shí)降低前體tenellone B的產(chǎn)量，從而發(fā)掘了首例介導(dǎo)異戊烯基二苯酮化合物和大環(huán)內(nèi)酯的單功能分子間DA酶。為了進(jìn)一步驗(yàn)證g7882 DA酶的體外生化功能和底物譜，該論文將g7882 DA在大腸桿菌中進(jìn)行表達(dá)純化，并以tenellone和十二元大環(huán)內(nèi)酯為底物驗(yàn)證了其DA酶活性及其具有底物寬泛性。
“Lithocarpins為分離自海洋真菌Phomopsis lithocarpus的聚酮類新骨架化合物，具有開(kāi)發(fā)成為新型抗腫瘤藥物先導(dǎo)化合物的潛力�！闭撐耐ㄓ嵶髡哒滦l(wèi)民表示，該研究結(jié)果將加深人們對(duì)于DA酶介導(dǎo)的新穎異二聚體聚酮類化合物生物合成機(jī)制及新型單功能分子間DA酶g7882催化機(jī)制的科學(xué)認(rèn)知，同時(shí)促進(jìn)聚酮類異二聚體類抗肝癌藥物先導(dǎo)化合物的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.132539
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