生命科學技術學院鄧子新團隊在PNAS上發(fā)文報道了殺稻瘟菌素生物合成中一個新型tRNA依賴的轉移酶BlsK
近日，綜合性權威雜志《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》發(fā)表了上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室鄧子新團隊在殺稻瘟菌素（Blasticidin S，BS）生物合成研究的研究成果。文章報道了一個參與生物合成和自抗性的關鍵蛋白BlsK的最新研究成果，上海交通大學生命科學技術學院博士畢業(yè)生王先坤為該論文第一作者，蔣明副研究員和賀新義研究員為共同通訊作者。
殺稻瘟菌素是第一個大規(guī)模取代汞制劑防治水稻稻瘟病的抗生素，目前商用產品仍應用于轉基因篩選試劑。前期研究表明，在BS生物合成過程中，除了終產物，還有三種與BS核心結構相似的代謝物，即去甲基殺稻瘟菌素demethylblasticidin S (DBS)，亮氨酰去甲基殺稻瘟菌素leucyldemethylblasticidin S (LDBS)和亮氨酰殺稻瘟菌素leucylblasticidin S (LBS)，三者的轉化關系中有一個隱藏的亮氨酰化過程。DBS精氨酸側鏈被亮氨?；疞DBS后，才能別被甲基轉移酶BlsL識別并催化生成LBS，亮氨酸在LBS外排過程中被水解掉成為成熟的殺稻瘟菌素BS。亮氨酰化是如何發(fā)生的一直沒有直接的證據(jù)。本研究發(fā)現(xiàn)BlsK以一種新的方式催化了這一過程，它能夠從初級代謝中高效?“劫持”活化的亮氨酸產物Leucyl-tRNA，并將亮氨酰基團轉移到DBS精氨酸側鏈上的β-氨基上；BlsK在序列和結構上與已經功能表征的蛋白均沒有相似性，它包含了一個[3Fe-4S]簇，該鐵硫簇對維持蛋白結構和反應活性至關重要。因此該發(fā)現(xiàn)不僅使BS的生物合成途徑更加清楚，而且同時擴展了我們對氨酰tRNA轉移酶家族和鐵硫蛋白家族的認識。
蔣明副研究員和賀新義研究員長期從事殺稻瘟菌素等天然產物的生物合成研究。該論文是他們在實現(xiàn)BS的異源表達（Applied and Environmental Microbiology）、鑒定水解亮氨酰基團的水解酶PePN（Scientific Reports）和甲基轉移酶BlsL（Frontiers in Microbiology)等研究成果后的又一重要進展。該研究工作獲得了國家重點研發(fā)計劃（2018YFA0901900）和國家自然科學基金（31871250、31670034、31870026）的資助。
全文鏈接：https://www.pnas.org/content/118/30/e2102318118
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