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生物合成秘密真菌如何制造生物活性化合物

時間:2019-06-22 作者: 點擊:0次

  猶他州立大學的生物工程師已成功解碼和重新編程生物合成機器,生產真菌中的各種天然化合物。真菌和細菌產生一系列具有抗癌,抗微生物,除草,殺蟲和抗膽固醇特性的生物活性天然產品。

  這些有用的分子,被稱為非核糖體肽,是由組裝一組不同的天然產物,包括青霉素(抗菌)的一組酶稱為非核糖體肽合成酶(NRPSs),白僵菌素(抗癌)和萬古霉素(抗菌)形成。雖然細菌NRPS已被充分了解,但這些過程的真菌版本現在才被曝光。

  USU生物工程教授Jixun Zhan博士研究了細菌和真菌中天然產物的催化合成。他和他的團隊在工程微生物中復制了許多生物活性化合物。最近,該團隊生物合成了最初由真菌球孢白僵菌(Beauveria bassiana)產生的白僵菌素和巴西內酯 -天然化合物,這些化合物已知具有多種有益效果。

  該研究小組于5月23日在Nature Communications上發表的研究結果首次描述了細菌和真菌迭代NRPS機制之間的差異。Zhan說,對NPRS過程的更清晰的理解可能會導致合成用于藥物發現的現有和新化合物的進展。

  “我們在這項研究中的目標是了解真菌迭代NRPS如何精確和重復地使用它們的催化單元來制造這些不同的化合物,”詹說。“我們專門研究組裝白僵菌素和bassianolide的合成酶,并試圖了解它們是如何組裝的,以及NRPS如何編程以控制分子長度和其他因素。”

  NRPS是模塊化酶,含有一系列稱為結構域的小催化單元。Zhan的團隊研究了來自B. bassiana的兩種真菌NRPS,它們負責合成這兩種化合物。

  研究人員成功地將大酶切割成功能性片段并重建其在面包酵母中的活性。通過酶解,結構域交換,定點誘變和體外酶促反應的組合,該團隊已經揭示了真菌NRPS的鏈延伸和長度控制策略。

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