近日，國際著名期刊《美國化學會志》（JACS）在線發(fā)表了我院虞沂副教授課題組的最新研究成果，首次揭示了著名獸用抗生素安普霉素的關(guān)鍵合成步驟。這也是該課題組所在研究團隊繼慶大霉素研究取得重要進展之后，再次在氨基糖苷類抗生素研究領(lǐng)域獲得的重要研究成果。
安普霉素（Apramycin）是由黑暗鏈霉菌（Streptomyces tenebrarius）發(fā)酵產(chǎn)生的一種氨基糖苷類廣譜抗生素，由于不易產(chǎn)生抗藥性，并能明顯促進增重和提高飼料轉(zhuǎn)化率，安普霉素已被廣泛應用在畜禽養(yǎng)殖領(lǐng)域。同時，安普霉素也是分子生物學實驗中常用的抗性篩選標記，商業(yè)價值極高。然而，這一重要的獸用藥物自上世紀80年代被開發(fā)以來，其生物合成機理一直是個未解之謎。我院虞沂副教授課題組聯(lián)手復旦大學化學系張琪研究員課題組，綜合運用分子遺傳學、生物化學和生物信息學等研究手段，首次闡明了安普霉素生物合成途徑中的關(guān)鍵節(jié)點反應。該項研究表明，通過一條通用的2-脫氧鏈霉胺合成途徑，細胞首先合成出巴龍霉胺，隨后，經(jīng)過radical SAM依賴性脫水酶AprD4、NADPH依賴性還原酶AprD3，以及脫氫酶AprQ的順序催化，完成對巴龍霉胺C3位脫氧和C6位脫氫反應，最終生成安普霉素的關(guān)鍵中間體。利用巴龍霉胺這一核心節(jié)點，黑暗鏈霉菌還可以同時合成妥布霉素（Tobramycin）和卡那霉素B（Kanamycin B）等多個氨基糖苷抗生素，從而在細胞內(nèi)織起一張巨大的天然組合生物合成網(wǎng)絡。該項成果不僅為后續(xù)安普霉素完整生物合成機制的全面破解奠定了基礎(chǔ)，還為開發(fā)結(jié)構(gòu)更新穎、活性更高效、細胞毒性更低的氨基糖苷類抗生素提供了重要思路。
該研究工作由我院虞沂副教授課題組與復旦大學化學系張琪研究員課題組合作完成，我院2014級博士生呂美男為論文的第一作者。虞沂副教授課題組目前主要致力于肽類生物堿以及氨基糖苷類天然藥物的生物合成機理研究。
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