中科院上海有機(jī)所研究員劉文課題組在國際上首次闡明了硫鏈絲菌素(TSR)側(cè)環(huán)形成過程中關(guān)鍵大環(huán)化反應(yīng)的酶學(xué)機(jī)制,相關(guān)成果日前在線發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。
硫肽抗生素是一類古老的生物活性肽抗生素,相關(guān)研究不但有利于使用經(jīng)過改造后的“微生物工廠”生產(chǎn)制備新型的藥物前體,還拓展了人們對(duì)特殊蛋白質(zhì)/多肽翻譯后修飾反應(yīng)的理解和認(rèn)識(shí)。課題組通過優(yōu)化6-F-QA作為前體喂養(yǎng)突變株△tsrT后的發(fā)酵時(shí)間,分離、鑒定了一個(gè)側(cè)環(huán)尚未關(guān)閉但QA基團(tuán)已經(jīng)發(fā)生環(huán)氧化的關(guān)鍵氟代中間體。氟原子的引入降低了催化側(cè)環(huán)形成的關(guān)鍵蛋白的酶活,導(dǎo)致中間體短暫積累;而繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間,該中間體會(huì)被轉(zhuǎn)化為最終成熟的6'-fluoro-TSR分子。該中間體的分離和鑒定為TSR側(cè)環(huán)生物合成途徑中的酶學(xué)機(jī)制研究奠定了重要基礎(chǔ)。
研究人員鎖定了TSR生物合成基因簇中一個(gè)功能尚未得到歸屬的基因tsrI,其編碼的蛋白TsrI隸屬于α/β水解酶超家族。研究證實(shí)了TsrI是硫鏈絲菌素側(cè)環(huán)生物合成過程中的關(guān)鍵蛋白,該蛋白同時(shí)負(fù)責(zé)了先導(dǎo)肽的切除和TSR側(cè)環(huán)關(guān)閉過程的大環(huán)化反應(yīng)。