??? 近日,國際著名期刊《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)以封面故事在線發(fā)表了我院虞沂副教授課題組與英國阿伯丁大學鄧海博士課題組合作完成的最新研究成果。
??? 吡咯里西啶生物堿(Pyrrolizidine Alkaloids,PA)是一類主要由植物產(chǎn)生的用于抵御自身病蟲害的天然化合物,其半數(shù)以上成員被發(fā)現(xiàn)具有良好的抗感染和抗腫瘤活性,加上這類化合物的化學結構極其獨特,近30年來,它們一直是化學家和藥物學家青睞的研究對象。然而,相比在PA有機全合成領域所取得的顯著研究進展,科學家們對PA的生物合成機理卻知之甚少。我院虞沂副教授課題組與英國阿伯丁大學鄧海博士課題組合作,成功突破了這一認知“盲區(qū)”:他們首先從一株來源于加納沙漠的放線菌中分離鑒定到一個全新的PA分子Legonmycin,進而對該放線菌進行基因組掃描并定位到Legonmycin的生物合成基因簇,通過一系列基因功能表征實驗,最終推導出第一例微生物來源PA分子的生物合成途徑。相關結果以“Discovery of a Single Monooxygenase that Catalyzes Carbamate formation and Ring Contraction in the Biosynthesis of the Legonmycins”為題在線發(fā)表在最新一期《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed.)雜志上(http://onlinelibrary.wiley.com/enhanced/doi/10.1002/ange.201502902/),并被評為當期封面文章(Back Cover Story)。
??? 該項研究表明,非核糖體肽合成酶(NRPS)充當了PA分子的裝配線,它首先以細胞內(nèi)的簡單羧酸和脯氨酸為底物完成PA骨架的裝配,生成吲哚里西啶(Indolizidine),該中間體繼而在一個黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)依賴的氧化酶作用下,發(fā)生連續(xù)的擴環(huán)、水解、縮環(huán)和羥化反應,最后轉變成吡咯里西啶(Pyrrolizidine)。這一發(fā)現(xiàn)揭示了一種全新的FAD依賴的氧化酶在PA生物合成途徑中所扮演的多重角色,不僅擴展了新型化學反應與酶催化知識庫(化學生物學),同時也為PA類相關藥物的“生物制造”提供了理論依據(jù)。
??? 該研究工作由我院虞沂副教授課題組與英國阿伯丁大學鄧海博士課題組合作完成,我院2012級博士生黃勝同學為論文的第一作者。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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