C-C键形成是有机分子的构成基础,也是明升手机及其他相关领域的核心app问题,新型聚酮合酶的发现可以为未来开发C-C合成工具提供全新的思路。近日,明升中国app院院士、武汉大学药学院教授邓子新团队在聚酮生物合成领域取得新进展,相关成果在线发表在《德国应用明升手机》。
聚酮化合物作为天然产物六大类型中的一个重要类型,包含了上万个活性天然产物,是新药发现的重要源泉,代表性成员如临床上使用的四环素、洛伐他汀及伊维菌素等。尽管数量庞大且结构纷繁复杂,聚酮的生物合成方式却非常保守,均由聚酮合酶(polyketidesynthase)通过催化缩合简单的小分子砌块形成。
据了解,根据聚酮合酶的结构以及碳-碳(C-C)键的合成方式不同,聚酮合酶可分为三种类型。其中,I型聚酮合酶为含有多个结构域的大分子量酶,其C-C键的形成主要由酮基合成酶结构域(KS domain)、以线性方式催化合成;II型聚酮合酶是由多个独立的单功能酶组成的酶系,其C-C键的形成主要由一类特殊的酮基合成酶异源二聚体(KSα-KSβ)通过迭代缩合方式合成;III型聚酮合酶,则是由一个同源二聚的酮基合成酶(KS)构成,以迭代缩合方式合成简单的黄酮类化合物。
Asukamycin是结节链霉菌产生的一类聚酮化合物,结构上含有两个末端基团不同的反式三烯上下链。研究人员通过解析上链的形成机制,发现一类新的聚酮合酶。虽然该聚酮合酶与II型聚酮合酶类似,也是由多个游离的酶组成,但存在本质上的不同,其利用了一对特殊的Ketoacyl-acyl carrier protein synthase III (KAS III)同源蛋白(AsuC3,AsuC4)作为C-C键合成工具,催化合成了聚酮碳链。
通常情况下KAS III只负责II型聚酮以及脂肪酸生物合成的起始阶段。该研究发现AsuC3,AsuC4既具有起始功能,还具有催化C-C键延伸的能力。通过与酮还原酶(AsuC7),脱水酶(AsuC8/C9)配合,AsuC3,AsuC4可以独立的以迭代循环的方式形成聚烯长链。此外,AsuC3,AsuC4还具有极其宽泛的底物谱,能够识别最短2个碳、最长11个碳的各类环状、支链、直链饱和及不饱和的酰基CoA底物,展现了强大的C-C键合成能力。最后,基因组分析发现,此类聚酮合酶还存在于许多微生物基因组中,暗示着这一发现具有广谱性。
武汉大学药学院博士研究生闫晓丽为第一作者,教授瞿旭东为通讯作者,武汉大学为第一署名单位。该工作得到了国家重点研发计划以及自然app基金的支持。上海交通大学明升m88app技术学院仪器共享与技术服务平台对该工作给予了支持。(来源:明升中国app报 荆淮侨)
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